逆变器直流侧谐振

逆变器工作原理看看这专业的解释

逆变器的工作原理是将直流电能转换为交流电能，这一过程通常涉及逆变桥、控制逻辑和滤波电路。下面是逆变器工作原理的详细解析。

一、逆变器的工作原理

1. 全控型逆变器的工作原理：

- 主电路采用全桥逆变结构，交流元件通常由IGBT管（如Q11、Q12、Q13、Q14）构成。

- PWM（脉宽调制）技术用于控制IGBT管的导通与截止。

- 接通直流电源后，Q11和Q14导通，电流从电源正极流出，经过电感L和变压器初级线圈，回到电源负极。

- 随后，Q12和Q13导通，电流方向相反，通过变压器初级线圈，返回电源负极。

- 这样的交替导通在变压器初级线圈上形成正负交变方波，经LC滤波器平滑后，输出端得到正弦波交流电压。

- 当IGBT管关断时，并联的二极管D11和D12导通，将储存的能量返回到直流电源。

2. 半控型逆变器的工作原理：

- 采用晶闸管元件，如Th1和Th2。

- 主电路中，晶闸管按顺序导通，每个晶闸管在触发后导通，并在另一个晶闸管触发前截止。

- 电流通过变压器和初级线圈，在次级线圈产生交流电。

- 电感L限制电流变化，保证晶闸管有足够的时间关闭，而二极管D1和D2实现能量反馈。

二、逆变器的分类

1. 按输出交流电频率：工频、中频和高频逆变器。

2. 按输出相数：单相、三相和多相逆变器。

3. 按输出电能去向：有源逆变器（向电网输送）和无源逆变器（向负载输送）。

4. 按主电路形式：单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变器。

5. 按主开关器件类型：晶闸管、晶体管、场效应晶体管和IGBT逆变器，分为半控型和全控型。

6. 按直流电源类型：电压源型（VSI）和电流源型（CSI）。

7. 按输出波形：正弦波和非正弦波逆变器。

8. 按控制方式：调频（PFM）和调脉宽（PWM）逆变器。

9. 按开关电路工作方式：谐振式、硬开关式和软开关式逆变器。

10. 按换流方式：负载换流式和自换流式逆变器。

了解逆变器的工作原理和分类，有助于在实际应用中选择合适的逆变器类型和技术。

光伏漫谈4- 逆变器拓扑结构

光伏逆变器作为光伏发电核心设备，其设计与应用根据不同功率需求与场景，采用的电路拓扑结构存在显著差异。主要拓扑结构包括工频隔离、高频隔离、非隔离以及特殊的组串式逆变器NPC拓扑等。

工频隔离逆变器采用工频50Hz变压器实现功率传输，结构相对简单，由整流桥、滤波和工频变压器组成，但受限于体积较大的变压器，实际应用中较少使用。

高频隔离逆变器在微型逆变器中较为常见，为了保障人体安全，需要在交流与直流侧隔离。此拓扑结构采用高频隔离，可显著减小体积。三种常用拓扑结构包括昱能的250W微型逆变器、禾迈MI-700的交错反激拓扑以及不含直流母线串联谐振的拓扑。前两种拓扑在高压电容使用、控制复杂度和效率上有所差异，后者则无需高压电容，但需要增加低压大电容，控制简单，适合小功率应用。

非隔离逆变器通过直接将光伏输入升压至工频信号，进而实现组串式逆变，相比隔离型，此类逆变器效率更高、成本更低，但存在零点偏移、直流分量等问题。为解决此类问题，可以采用交流或直流旁路方式隔断DC分量。专利H5技术通过5个开关管实现了直流旁路逆变器，通过交替控制实现完整的正弦输出。

组串式逆变器中，NPC三电平逆变器因其效率高、谐波小而广受青睐。I型NPC结构正负半周期由不同的IGBT承担开关损耗，ANPC结构则通过在每个IGBT旁并联IGBT来平衡内（Q2和Q3）外（Q1和前）管之间的损耗。T型三电平拓扑则通过减少开关损耗，提高效率，但需要IGBT耐压达到母线电压的两倍，适用于低压系统或高压功率管应用。

随着功率器件特性和耐压的提升，某些拓扑结构的竞争力增强。同时，学术研究的深入与功率器件的变化将催生更多逆变器拓扑，进一步提升应用效率，降低体积和成本。技术发展将持续推动逆变器拓扑的创新与优化。

全桥逆变器工作原理是怎样的

全桥逆变器是一种常见的电力电子装置，它能够将直流电转换成交流电。它应用广泛，常见于太阳能系统、风能系统以及电动汽车的直流-交流转换等场合。全桥逆变器的工作原理很有趣，下面将为大家详细介绍。

### 1. 全桥逆变器的基本原理

全桥逆变器由四个开关管组成，一端连接负载，另一端连接直流电源。两个对角的开关管将交流电源与负载相连接，另外两个开关管则用来开闭电源正负极，实现电流的逆变。通过控制开闭不同的开关管，输出端可以得到不同的交流电，波形可以由矩形逐渐逼近正弦波。

### 2. 全桥逆变器的工作过程

当第一个开关管导通，第三个开关管断开时，电源的正极连接到输出负载，与此同时，负载的负极连接到电源的负极。这个开闭状态下，负载的电流方向与电池电流方向相同，此时输出为正半周期的交流电。而当第一个开关管断开，第三个开关管导通时，负载的电流方向与电池电流方向相反，此时输出为负半周期的交流电。通过周期性地重复这两个开闭状态，可以实现交流电的输出。

### 3. 全桥逆变器的优势与应用

由于全桥逆变器采用的是双周期控制方式，可以输出近似于正弦波的交流电。与其他逆变器相比，全桥逆变器具有输出波形好、负载适应性强等特点。因此，在一些对输出波形要求较高的场合，如需要给灯泡供电的工业生产线，全桥逆变器往往是首选。

### 4. 全桥逆变器的控制方法

全桥逆变器的控制方法多种多样，常用的有脉宽调制（PWM）控制和谐振控制。脉宽调制是通过控制开关管的通断时间来实现对输出电压幅值的控制，从而得到所需要的交流电压。谐振控制则是在逆变器的输入输出侧串联谐振电路，通过控制谐振电路的频率和相位来实现对输出电压的控制。

### 5. 全桥逆变器的改进和发展

为了更好地满足不同领域的需求，全桥逆变器不断在结构和控制方法上进行改进和发展。例如，近年来出现了基于多电平技术的全桥逆变器，可以实现更高的输出电压质量；还有基于多能源融合的全桥逆变器，可以实现多种能源系统之间的互联互通。

### 结束语

全桥逆变器作为一种重要的电力电子装置，在现代工业生产和能源转换中发挥着重要作用。它的工作原理基于四个开关管的开闭控制，通过不同的开闭状态实现交流电的输出。与其他逆变器相比，全桥逆变器具有很多优势，有着广泛的应用前景。随着技术的不断发展，相信全桥逆变器在未来会有更多的改进和创新，满足不同领域的需求。

串联谐振和并联谐振在工作频率和功率调节上有什么区别？

1. 谐振类型的分类：根据负载谐振方式的不同，可以将逆变器分为并联逆变器和串联逆变器。并联逆变器的负载谐振电路由电感、电容和电阻并联构成，而串联逆变器则是由电感、电容和电阻串联构成。

2. 电源要求及滤波电容器：串联逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗，因此需要由电压源供电，并且直流电源端需要并接大容量滤波电容器。相比之下，并联逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电，并在直流电源末端串接大电抗器。

3. 逆变失败时的保护：当串联逆变器逆变失败时，由于浪涌电流大，保护相对困难。而并联逆变器在逆变失败时，由于电流受大电抗限制，冲击不大，因此较易保护。

4. 输入电压和输出波形：串联逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波。而并联逆变器的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波。

5. 换流时间和相位关系：串联逆变器的换流时间是在晶闸管上电流过零之后，因此电流总是超前电压一个相位角。而并联逆变器的换流时间是在谐振电容器上电压过零之前，使得负载电流总是领先电压一个相位角。

6. 对负载的影响：串联逆变器的感应加热线圈与逆变电源的距离较远时，对输出功率的影响较小。而并联逆变器中，感应加热线圈应尽量靠近电源，否则功率输出和效率都会大幅度降低。

7. 应用领域：并联逆变器广泛应用于熔炼、保温、透热、感应加热热处理等各种领域，功率可以从几千瓦到上万千瓦。而串联逆变器则广泛应用于熔炼——保温的一拖二炉组以及高Q值高频率的感应加热场合，功率可以从几千瓦到几千千瓦。

综上所述，并联逆变器和串联逆变器各自具有不同的技术特点和应用领域。在我国工业中，采用的变频电源中有90%以上属于并联逆变器。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467