逆变器电流纹波

单相小功率逆变器拓扑

单相小功率逆变器拓扑优化及关键技术

小功率逆变器的高效、低漏电流及抑制共模电流成为关键。H4拓扑存在漏电流问题，H5、H6拓扑及双Buck拓扑有效解决，同时SUNGROW公司持续优化，以满足低压电网指令、支持无功调节。逆变器产生共模电流影响系统安全与效率，共模电流源于寄生电容与开关管动作。通过抑制共模电压频率或维持不变，可有效控制共模电流。

H6拓扑采用单极性SPWM调制，高频输出波形经LC滤波后连接市电，通过采样BUS电压、市电电压和电感电流控制输出电流相位，满足法规要求。驱动波形中，高频开关管在市电正半轴同步高频驱动，低频开关管在负半轴低频驱动，以减少损耗、提高效率。选用功率开关管时需综合考虑开关频率、电流峰值、电压峰值等参数，确保稳定性与效率。二极管主要在开关管关断时提供续流通路，其峰值电流、反向电压需与系统匹配。滤波电感、滤波电容的选择需考虑滤波性能与成本。H6拓扑在抑制共模电流、提高效率方面表现良好，但驱动电路的复杂性与成本增加成为考量点。

传统并网逆变器输出滤波器有L、LC、LCL三种形式，性能及适用场合不同。L滤波器结构简单，适用于小功率场合，但高频衰减特性较差；LC滤波器适用于并网/独立双模式逆变器，能有效衰减输出电压的高频谐波；LCL滤波器则适用于中大功率场合，高频衰减效果显著，且在低开关频率和较小电感情况下也能满足电流谐波衰减要求。

双极性SPWM控制方式相较于单极性SPWM，拥有更低的电感电流纹波，减小EMI干扰，不存在共模漏电流问题，且不易产生过零点畸变。逆变器控制策略与功率调节紧密相关，通过电压控制器与电流控制器的配合，实现输出功率动态调整。优化直流母线电压的二倍频成分，采用低通滤波器或数字滤波方式，可有效减少并网电流中的三次谐波含量，提升电能质量。

综上所述，单相小功率逆变器拓扑优化需关注高效抑制漏电流、共模电流及提升输出电能质量，通过合理选择拓扑结构、关键元器件及控制策略，以适应不同应用环境及需求。

三电平逆变器较二电平逆变器的优势是什么?

主要的优势有:同样的开关频率,三电平的电流开关纹波为2倍开关频率,这样可以减小逆变器的电感(电感值可以减小一半,电流基本不变,电感的体积减半),同样DC直流母排可以减小,高频电流纹波减小了。

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。

通过点烟器输出的车载逆变是20W 、 40W、 80W、 120W到150W 功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。

把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。

用逆变器插上市电对电池充电,伤不伤电池呢？

如果使用逆变器将电池接到市电上充电，将会对电池产生一定的影响和潜在风险。虽然市电的电压与逆变器输出的电压基本相同，但电池和市电之间并不是直接连接的，而是通过逆变器来实现的。

其影响主要有以下几方面：

1. 充电效率影响：由于逆变器转换电能的损耗，电池的充电效率会降低，充电时间会更长，所需的充电电量也会增加。

2. 电池寿命影响：逆变器的输出电流和纹波电流可能会对电池的容量和寿命产生负面影响。如果该过程中存在过大的电流或过高的温度，则可能导致电池开裂、气体爆炸等故障事故。

3. 安全风险影响：在连接市电和逆变器时需要注意安全，避免短路、漏电等事故。

因此，为了确保电池的安全和寿命，建议使用专业的充电器或调节器来充电。 如果必须使用逆变器充电，应该选择适当的逆变器款型，并且遵循正确的充电流程和相关安全规范进行操作。

死区补偿（非线性补偿）方法介绍

死区时间在逆变器中起着关键作用，它是指上桥臂和下桥臂导通与截止之间的时间间隔，避免上、下桥臂同时导通产生短路现象。然而，加入死区时间会导致逆变器性能降低。为了优化死区补偿，本文将详细介绍其原理、仿真模型配置、死区效应以及解决方法。

仿真模型配置涉及逆变器输出与星型连接电抗器的连接，采用闭电流控制方式输出三相电流。在SPWM波形的基础上，模型仿真特别关注优化对象，即死区补偿，输出是否连接电机并不影响优化过程。在低速情况下，由于反电势较小，模型可以近似简化。

带死区的逆变器模型中，三相电感波形显示原始模型产生的电流值存在明显畸变。死区效应表现为：当相电流为正时，下桥臂的体二极管导通导致负脉冲时间偏长；反之，当相电流为负时，上桥臂的体二极管导通导致正脉冲时间变长。此现象在轻载低频情况下更加明显，可能引发电流钳制，加剧电流波形畸变。

针对死区效应，通过调整对应桥臂的占空比来实现补偿，以克服死区对逆变器输出的影响。补偿量的确定和正负补偿的选择成为关键考虑因素。

补偿量可通过Vdead值来计算，公式如下：

[公式]

补偿时机基于输出电流方向的判断，方法涉及转子角度与电流电压相位差的计算，确定Id与Iq的比值。

补偿原理通过将一个周期划分为六个等分区间，每个区间仅有一相电流过零，其他两相电流方向不变。根据电流角度计算补偿量，并应用饱和函数和PI控制器进行动态调整，以有效抑制电流纹波。

最终，仿真结果显示，死区补偿启动后，Id、Iq的纹波得到显著抑制，优化了逆变器的输出性能。通过动态调整补偿量和使用PI控制器，死区补偿方法有效解决了死区效应带来的电流波形畸变问题。

滤波电感滤波电感的设计

在全桥逆变器设计中，输出滤波电感的选择至关重要。为了确保功率因数为1和正弦波形输出，电感值的选取需考虑两个关键因素：

1. 电流波纹系数：电感决定了输出电压波形的纹波大小。根据电感的伏安关系，当输出电压处于峰值时，电流波纹最大。设开关周期为T，占空比为D，计算公式为（5-18）。在实际系统中，需要通过这个公式确定滤波电感的值，以保证电流纹波在可接受范围内。

2. 逆变器矢量三角形关系：滤波电感还与逆变器的基波幅值有关。根据正弦脉宽调制理论，通过调制比计算电感的取值范围。在设计过程中，通常选择稍大于下限值的电感，以考虑实际应用中的限制，如电感体积和成本。

除了滤波电感，输入电容的设计也必不可少。输入电容与光伏阵列和逆变器间的分布电感组成低通滤波器，减少电压波动对逆变器的影响。经验上，输入电容的值通常选择。

功率因数和工作频率也是并网逆变器设计时要考虑的。逆变器应保持一定的功率因数，如输出大于额定输出的20%时，平均功率因数需大于0.85。此外，逆变器需与电网同步运行，交流输出频率允许偏差不大于电网额定频率。

最后，逆变器的直流分量和电磁发射要求也需要满足标准，确保正常工作环境下的电磁兼容性。太阳电池阵列和逆变器的输出功率模型则根据特定的数学模型来描述，考虑了辐射强度、温度变化和温度系数等因素。

以上是滤波电感设计时的主要考虑因素和相关计算，这些因素共同确保了逆变器的稳定和高效运行。

逆变器的方波是什么意思？

逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，逆变器输出的交流电结果有两种，一种是正弦波，另一种则是方波。当逆变器输出的是方波时，其意义就是输出电压单向跟换的频率较高，也就是输出电压由低到高或由高到低，变化很快，成为一种特殊的波形，也就是方波。

方波输出在一些特殊的应用中比较常见，比如，在DC谐振电源和逆变器等装置中的应用很典型，方波输出很适合这些应用的操作要求，因为方波输出的电压波形幅度较高，输出功率大，且其幅值调制比上升时间长，故使逆变输出得到较好的THD性能。

方波输出的局限性在于在一些高品质应用，比如要求输出电压纹波小于5%的应用中，方波输出就显得不尽人意，因为方波输出的电压波形含有较多的谐波成分，其谐波含量为200%，这会导致输出电压纹波较大，这时需要用到滤波电路，以过滤掉这种不满足要求的信号成分。

什么是纹波、谐波和噪声？

纹波是直流稳定电源电压波动造成的一种现象，源于交流电源经整流稳压等环节形成直流电源时带有的交流成分。纹波成分复杂，常见频率高于工频，形态类似正弦波或窄脉冲波。不同场合对纹波的要求不同，纹波可能引发谐波问题、降低电源效率、导致浪涌电压电流产生，甚至干扰数字电路逻辑，带来噪音干扰。

谐波描述的是由多种波形合成的波形。分析表明，任何周期性波形可分解为一个基频正弦波加上多个高次频率的正弦波，高次频率为基频的整数倍，直流成分称为0次谐波，基波称为1次谐波，高于基波频率的称为高次谐波。以200Hz的正弦基波和2-5次高次谐波合成的波形为例，形象展示了谐波的存在。

谐波产生于正弦电压施加于非线性负载时，电流流经负载导致基波电流畸变。非线性负载如UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等，是产生谐波的主要原因。

噪声指的是电路中除目的信号之外的所有信号。最初，噪声特指音响设备发出的干扰信号，但随着概念的扩展，噪声包括电路中所有非目的信号，无论是否引起电路影响。电源纹波、自激振荡、不期望的小尖峰脉冲等，都可视为噪声。在数字电路中，观察到的不期望脉冲信号也是噪声的一种表现。

当噪声电压达到足以影响电路正常工作时，称为干扰电压。电路或器件能承受的最大噪声电压称为抗干扰容限或抗扰度，一般难以消除噪声，但可通过降低噪声强度或提高电路抗扰度来防止干扰。

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