全桥推挽式逆变器

逆变器原理

       逆变器原理是将直流电转为交流电的一种装置，通常由逆变桥、控制逻辑与滤波电路组成。其应用广泛，包括不间断电源（UPS）、太阳能发电转换等，适用于蓄电池、干电池、太阳能电池等直流源。

       逆变桥的工作原理是核心，包括半桥逆变电路、全桥逆变电路、推挽逆变电路。半桥逆变电路原理图示，V1和V2的栅极信号在周期内正反偏各半周，互补输出矩形波，幅值为Um=Ud/2。工作流程涉及电流途径变化，电流值与电感L的大小有关。全桥逆变电路原理图如图三所示，由四个开关管和四个续流二极管构成两个桥臂，可看作两个半桥电路的组合。工作过程包含电流途径变换，输出电压等于输入电压Ud。推挽逆变电路原理图如图五所示，交替驱动两个IGBT，输出矩形波交流电压，变压器匝比为1:1时与全桥逆变电路波形及幅值相同。

       控制逻辑电路负责控制各个IGBT管子的开关，以实现所需波形。逻辑控制电路多样，具体实现方式不作详细讨论。在设计时，需注意选择管子，如推挽电路中V1、V2管子承受的电压为2Ud，比全桥电路高一倍。

光伏离网逆变器逆变器的分类

       光伏离网逆变器的种类繁多，根据不同的分类标准，我们可以将其归纳为以下几个方面：

       首先，按输出性质分，有：

单相逆变器：适用于小型光伏系统，输出电压为单相交流。

三相逆变器：适用于工业级应用，能提供稳定的三相电源。

多相逆变器：适用于需要多相输出的复杂系统。

       其次，根据输出交流频率，有：

工频逆变器：频率接近50或60赫兹，适用于电网接入。

中频逆变器：频率介于两者之间，用于特定设备驱动。

高频逆变器：频率较高，可以减小设备尺寸，提高效率。

       再者，按波形来分，有：

方波逆变器：输出波形较为粗糙，但成本较低。

阶梯波逆变器：输出波形平滑，但效率稍逊。

正弦逆变器：输出接近电网标准，效率最高，但成本也相对较高。

       从线路原理上来看，有：

自激振荡型逆变器：利用自激振荡产生交流。

阶梯波叠加型逆变器：通过阶梯波叠加实现交流输出。

脉宽调制型逆变器：通过改变脉冲宽度控制输出电压。

谐振型逆变器：利用谐振特性提高效率。

       最后，按主电路结构区分，有：

单端式逆变器：结构简单，成本较低。

半桥式逆变器：适用于需要中等功率输出的场合。

全桥式逆变器：输出电压稳定，常用于大功率应用。

推挽桥式逆变器：功率转换效率高，广泛用于电机驱动。

       总的来说，逆变器的选择取决于其功率需求、输出特性、应用环境等因素。

扩展资料

         交流光伏发电系统中，逆变器是不可或缺的一个部分，目前由于种种技术或是政策原因，把所有独立光伏交流发电系统并网到国家统一电网中还需要一段不短的时间。由此市场把光伏逆变器区分出光伏离网型逆变器和光伏并网型逆变器两类。

离网逆变器有哪些细分类？

       一、按输出分类

       1. 单相逆变器

       2. 三相逆变器

       3. 多相逆变器

       二、按输出交流频率分类

       1. 工频逆变器

       2. 中频逆变器

       3. 高频逆变器

       三、按输出波形分类

       1. 方波逆变器

       2. 阶梯波逆变器

       3. 正弦逆变器

       四、按线路原理分类

       1. 自激振荡型逆变器

       2. 阶梯波叠加型逆变器

       3. 脉宽调制型逆变器

       4. 谐振型逆变器

       五、按主电路结构分类

       1. 单端式逆变器

       2. 半桥式逆变器

       3. 全桥式逆变器

       4. 推挽式桥式逆变器

       六、按输出功率大小分类

       1. 小功率逆变器（小于1KW）

       2. 中功率逆变器（1~10KW）

       3. 大功率逆变器（大于10KW）

单相逆变器的电路原理

       单相逆变器的工作原理是通过功率半导体开关器件的开关作用，将直流电转化为交流电。其基本电路有推挽式、半桥式和全桥式三种，尽管结构各异，但核心原理相同。通过控制电路周期性地发送开关脉冲，驱动器件交替导通和关断，再经变压器调整电压后，输出符合要求的交流电。

       1. 推挽式逆变电路由两只共负极的功率开关和一个中心抽头变压器组成，交替工作产生交流电。优点是控制简单，但效率较低，不适合高电压和感性负载。

       2. 半桥式逆变电路由开关管、储能电容和耦合变压器构成，通过交替切换实现交流输出。此电路结构简单，适合高频逆变，但对电容容量要求高，成本增加。

       3. 全桥式逆变器通过4只功率开关实现更稳定的交流输出，克服了推挽式不足，但需要大功率变压器。在实际应用中，小功率逆变器多采用单级变换，大功率则采用多级电路结构。

       随着技术进步，新型逆变器采用高频开关技术和软开关技术，如采用20kHz以上的高频逆变，不仅提高了功率密度，还降低了体积和重量。逆变效率可达90%以上，多采用3级电路结构，先高频逆变，再升压整流，最后工频逆变为市电电压。

       逆变器的输出波形有方波、阶梯波和正弦波，各有优缺点。方波逆变器简单便宜，但噪声大、效率低；阶梯波逆变器噪音低、效率高，但波形有失真，不适于精密设备；正弦波逆变器性能最好，但复杂昂贵，是光伏并网发电的理想选择。

全桥推挽电路

       全桥推挽电路是一种对称性结构的电路，其特点在于脉冲变压器的原边装有两个对称线圈，两只开关管也按照对称关系连接，以实现轮流通断的功能。这种设计的工作原理类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器，即在正负半周期交替工作，以实现高效放大。

       与单端电路相比，全桥推挽电路的高频变压器磁芯利用率更高。这主要是因为全桥推挽电路能够更有效地利用磁芯的磁通量，从而提升转换效率和功率输出能力。同时，与半桥电路相比，全桥推挽电路还具有更高的电源电压利用率，这意味着它能够在更宽的输入电压范围内保持高效工作。

       全桥推挽电路的一个显著优点在于其强大的输出功率。在实际应用中，这种电路能够提供比单端和半桥电路更高的功率输出，适用于需要大功率驱动的应用场景。此外，由于两只开关管的基极均处于低电平状态，因此驱动电路设计相对简单，能够减少系统复杂度，降低开发成本。

       全桥推挽电路的对称性结构不仅提高了磁芯的利用率，还简化了驱动电路的设计。这种电路在许多高功率放大器和逆变器应用中得到了广泛的应用，尤其是在需要高效转换和高功率输出的场合，如电动汽车逆变器、大功率音频放大器和工业电源等领域。

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