以IGBT为例给出逆变弧焊电源的主电路中常用的全桥、半桥和单端正激三种电路拓扑结构，对于MOSFET同样适用。

1.全桥逆变电路

将图2-14中的开关S（S₁、S₂、S₃、S₄）用电子开关取代，就可以构成一个实际的逆变电路，再将图中的负载Ｚ换作变压器和二次整流滤波就成为实际逆变弧焊电源的主电路，如图2-15所示。图2-15中用IGBT（VT₁、VT₂、VT₃、VT₄）取代了图2-14中的S（S₁、S₂、S₃、S₄），IGBT也称为绝缘珊型双级型晶体管，是目前大功率弧焊逆变电源中广泛采用的电子开关器件。所谓IGBT逆变焊机，也就是采用IGBT作为逆变主电路开关器件的弧焊电源。

图2-15 全桥逆变主电路原理图

如图2-15所示，采用四只开关管的拓扑结构称为全桥逆变电路，适合于大功率电源。图中与IGBT并联的二极管（VD₁、VD₂、VD₃、VD₄）对变压器T的漏感引起的反电动势起续流作用。二次整流二极管VD₅、VD₆构成全波整流。当VT₁、VT₃导通，U₁＝+U_in，VD₅导通，通过电感L向负载供电；当VT₂、VT₄导通，U₁＝-U_in，VD₂导通，通过电感L向负载供电；电感L起滤波作用，在逆变部分有电压输出期问限制电流的上升速度，当逆变部分无电压输出期问（VT₁、VT₂、VT₃、VT₄全部截止，U₁＝0），电感L中储存的能量通过VD₅、VD₆和变压器二次线圈续流，保证输出电流的连续。有时为了防止变压器偏磁，一次侧串入一个隔直电容。

2.半桥逆变电路

将图2-15中VT₃、VT₄换作电容C₁、C₂就构成了半桥式逆变电路，如图2-16所示。首先假设电容C₁＝C₂，并且容量足够大，C₁、C₂中点的电位等于U_in/2。当VT₁导通的时候，U₁＝+U_in/2，VT₂导通的时候，U₁＝-U_in/2。实际上并不要求C₁、C₂中点的电位恒定（U_in/2），±10％～20％的波动不会影响逆变输出功率。因此电容可根据实际输出功率选择较小的容量，而且C₁、C₂中点的电位的波动还有隔直作用。实际中，有的电源只采用一只电容（去掉C₁或C₂中的一个）。如果此时的电容量等于C₁与C₂的并联值，则电源的输出特性与原来完全一样。这是因为，从交流回路等效分析上，直流电源相当于短路，所以图中的C₁与C₂实际上就是并联的。(www.daowen.com)

图2-16 半桥逆变主电路原理图

与全桥电路相比，在电路结构上半桥电路相对简单，而且电容有隔直作用可防止变压器因偏磁饱和。电气性能的差别是逆变输出电压U₁降低了一半，在同等输出功率下流过开关管的电流是全桥电路的一倍，因此如果采用相同的开关管，半桥电路所能达到的最大输出功率仅为全桥电路的一半。以往的观点认为半桥电路一般适用于中等功率电源，但是随着大功率器件的出现，半桥式电路也同样用于大功率输出。需要特别指出的是：在半桥电路结构中，电容C₁、C₂要承受高频大电流。

3.单端正激逆变电路

将图2-15中VT₂、VT₄去掉，但保留VD₂、VD₄就构成了单端正激式逆变电路的逆变部分，注意此时的二次整流电路与全桥或半桥电路有所不同，如图2-17所示。当VT₁、VT₃导通时，U₁＝+U_in，二次整流二极管VD₅导通，通过电感L向负载供电，与全桥逆变过程相同；当VT₁、VT₃截止时，二极管VD₂、VD₄与全桥电路类似，导通起续流作用，但此时与全桥电路的续流又有很大不同。在全桥电路中，由于二次侧电感的续流作用，二次侧绕组处于短路状态，所以参与续流的仅为一次侧漏感；但是在单端正激条件下，当VT₁、VT₃截止，VD₂、VD₄续流时，VD₅截止，二次侧电感L中的电流通过VD₆续流，此时二次侧绕组相当于开路状态，因而参与续流的是整个一次侧电感。由于单端正激的变压器只工作在第一象限，因此必须有足够的续流时问使磁通复位，所以续流时问必须大于等于励磁时问，即VT₁、VT₃的导通时问不能大于一个逆变周期的50％。单端正激电路中开关管所承受的电压、电流与全桥电路相同，但是由于最大占空比只有50％，因此相同条件下的最大输出功率也只有全桥电路的一半。但这种电路结构有很多优点：首先是电路器件少，虽然变压器的磁芯利用率低，但是二次侧不需要中心抽头，也不存在变压器的偏磁问题，而且没有开关管的直通问题。同时非常适合采用电流型PWM控制，即由一次电流I_pk反馈控制获得陡降特性。由于这种电路结构简单、可靠，非常适合在小功率、负载持续率低的便携式弧焊电源中应用。

图2-17 单端正激逆变电路