逆变器电路原理pdf



逆变器电路及原理

逆变器是将直流电转换为交流电的设备，广泛应用于电力供应不稳定或需要移动电源的场合。本文将介绍两种逆变器电路图及其实现原理，以帮助读者理解其工作过程和特点。

图一展示了一种简易的逆变器电路。它利用BG2与BG3构成的多谐振荡器为整个电路提供动力。振荡器通过控制BG1和BG4，进而控制BG6和BG7的开关状态，实现将12V直流电逆变为220V交流电的功能。电路中的变压器可选用双12V输出的市电变压器，以便根据需要调整电池容量，从而延长工作时间。

图二是高效率的正弦波逆变器电路。它采用12V电池供电，电路包含倍压模块、运放、迟滞比较器和开关管等关键组件。运放产生50Hz正弦波作为基准信号，而比较器则实现两开关管交替工作，确保输出波形接近正弦波。C3和C4的作用在于允许频率较高的开关续流电流通过，同时对50Hz信号产生较大阻抗。电路的频率稳定性由正反馈过程提供，通过调整比较器输出的微小差值，可以影响开关频率。R4与R3的比值应严格等于0.5，以确保波形质量。

两种逆变器各有优缺点，用户在选择时应依据实际应用情况。图一电路适用于简单的逆变需求，而图二电路则提供更高质量的正弦波输出，适用于对波形质量有较高要求的场合。选用时还需考虑电路驱动波形（正弦波或方波）与使用电器的兼容性。

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。

单相逆变器的电路原理

单相逆变器的电路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。以下是单相逆变器电路原理的详细解释：

核心原理：通过控制电路周期性地发送开关脉冲，驱动功率半导体开关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。

基本电路类型：

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，两只功率开关交替工作，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。半桥式逆变电路：由开关管、储能电容和耦合变压器构成，通过交替切换开关管实现交流输出。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。全桥式逆变电路：通过4只功率开关实现更稳定的交流输出，克服了推挽式的不足，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。

技术进步：

随着高频开关技术和软开关技术的应用，逆变器的工作频率可达20kHz以上，提高了功率密度，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，即先高频逆变，再升压整流，最后工频逆变为市电电压。

输出波形：

方波：简单便宜，但噪声大、效率低。阶梯波：噪音低、效率高，但波形有失真，不适于精密设备。正弦波：性能最好，但复杂昂贵，是光伏并网发电的理想选择。

逆变器原理图 讲解

逆变器的工作原理经过以下步骤:

首先，当逆变器与直流电源相连后，电路内Q11和Q14处于导通状态，而Q1和Q13则处于关闭。电流从直流电源的正极出发，通过Q11，接着流经电感L或变压器初级线圈，然后经Q14返回到电源的负极，形成电流路径。

其次，当Q11和Q14关闭时，Q12和Q13开启，电流路径发生变化，从电源正极经过Q13，经变压器初级线圈和电感，再通过Q12返回负极。这个过程在变压器初级线圈上产生正负交替的方波信号。

接着，高频PWM控制机制介入，使得两对IGBT管不断重复之前的导通和截止过程，进而驱动变压器产生交流电压。LC交流滤波器在此环节发挥关键作用，它滤除交流电压中的高频噪声，确保输出端输出的是纯净的正弦波交流电。

最后，当Q11和Q14停止工作时，为了释放存储在电感和变压器中的能量，会在IGBT管Q11和Q14的并联位置接入二极管D11和D12。这样，能量通过二极管返回直流电源，从而完成逆变器一个完整的电力转换循环。

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