buck逆变器工作原理



单相小功率逆变器拓扑

逆变器技术在光伏并网系统中的应用日益广泛，尤其在低压电网指令和无功调节方面面临挑战。常见拓扑结构在抑制漏电流和共模电流方面存在局限性，因此高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制成为关键。本文将详细介绍逆变器拓扑在这些问题上的解决方案和改进。

传统小功率逆变器主要使用H4单相全桥拓扑，但由于存在漏电流问题，需要通过改变调制策略或增加RC吸收电路、输出隔离变压器等方式解决，这些措施会导致效率下降、体积增大和成本增加。德国SMA公司推出的H5结构从根本上解决了漏电流问题，随后出现了一系列解决漏电流的拓扑，如H6、双Buck拓扑等，这些拓扑在提高效率方面表现出色。

抑制共模电流是提升逆变器性能的关键之一。共模电流影响系统安全，降低效率，并引入谐波。逆变器中寄生电容的存在导致共模电压变化，进而产生共模电流。抑制共模电流的方法主要是降低共模电压的频率或维持共模电压不变。在实际应用中，选择合适的拓扑结构对于抑制共模电流至关重要。

H4和H6拓扑在抑制共模电流方面的性能分析表明，H6拓扑相对H4拓扑在共模电流抑制上具有优势。H6逆变拓扑采用单极性SPWM调制，产生高频SPWM输出波形，通过LC滤波器连接市电。控制环路通过采样BUS电压、市电电压和电感电流，实现输出电流与市电电压相位的同步，同时满足各法规对输出电流的要求。在工作原理中，H6逆变桥采用6个开关管驱动波形，实现高频和低频开关管的优化配置，以减少损耗和提高效率。

在H6拓扑中，开关管的选取考虑了开关频率和电流峰值等因素，以确保在稳定工作条件下，高频开关管开关动作时的△Vds范围较小，从而减少开关损耗。此外，通过合理配置二极管、滤波电感和滤波电容，实现逆变器的高效运行和良好的电流输出波形。

为了进一步优化逆变器的性能，设计了差分采样电路和抬升电路，以满足DSP28335的ADC输入电压范围需求。逆变器的输出滤波器采用LC或LCL结构，选择合适的滤波器结构以满足不同应用场合的需求，从而实现对高频谐波的有效衰减。

最后，通过双极性和单极性SPWM控制方式的比较，双极性SPWM虽然在损耗和电感电流纹波方面相对较高，但不存在共模漏电流问题，且不容易产生过零点畸变。因此，在设计逆变器控制策略时，需要综合考虑效率、损耗和系统稳定性等因素。

综上所述，高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制策略是小功率逆变器面临的技术难题。通过采用先进的拓扑结构、优化控制策略和合理配置电路组件，可以显著提升逆变器的性能和可靠性，满足低压电网指令和无功调节的需求。

做了一个2KW的不间断电源，带48-72V输入，开源了，分析一下原理！

该2KW不间断电源的原理分析如下：

1. 设计原理

需求分析：该UPS需要支持4872V的宽范围输入电压，具备电池供电功能，在市电存在时使用市电供电，市电断电时立即转换为逆变器工作，并在有市电时给电池充电。

2. 拓扑结构设计

电池降压：48V到72V的电池电压首先经过同步BUCK降压电路降至48V。升压至直流母线：降压后的电压通过LLC谐振软开关技术升压至350V直流母线电压VBUS。逆变：350V直流母线电压再通过SPWM技术进行逆变，输出交流电。充电部分：采用FLYBUCK电路进行恒流充电，功率为200W，输出电压范围为48V80V。

3. 电路原理

同步BUCK降压电路：包括防反接电路、大容量电容并联、同步BUCK降压、限流电阻及过流保护，确保电池电压稳定降压。LLC谐振电路：采用EG1611芯片，发出固定频率的PWM信号，通过调节电阻实现与后级谐振腔频率一致，实现软开关技术，提高效率。逆变电路：由EG8010小板和四个IGBT组成，将直流母线电压逆变为交流电。充电电路：包括交流输入浪涌保护、电容限流保护、反激芯片OB2269、NMOS管及电压恒压保护和恒流充电电路，确保电池安全、高效充电。

4. 开源说明

该项目由湖南科技大学新能源应用实验室雷超林设计，并全开源供学习者参考。但严禁商业用途，转载需附原文链接及声明。

综上所述，该2KW不间断电源通过精心设计的拓扑结构和电路原理，实现了宽范围输入电压的支持、高效逆变及安全充电功能，为学习者提供了宝贵的参考。

什么是buck和boost电路呀！

1. 单管Buck-Boost电路是一种非隔离的PWM DC/DC转换电路，能够实现升压或降压（输出电压可以高于或低于输入电压）。在这种电路中，开关MOS管位于高端驱动，使得输出电压与输入电压的方向相反。该电路能够工作在Buck（降压）或Boost（升压）两种模式，其工作原理和时序较为复杂，需要单独分析。

2. 雹拍双管Buck-Boost电路同样是一种非隔离的升压或降压（输出电压可高于或低于输入电压）式PWM DC/DC转换电路。此电路的特点是输出电压与输入电压的方向相同，开关MOS管同时具备高、低端驱动功能。由于电路需要在Buck和Boost两种工作状态之间切换，这给硬件实现PWM控制带来了挑战。然而，通过软件控制（例如使用DSP），这种切换可以相对容易地实现，并且有助于减少工作状态切换时可能出现的稳定性问题。光伏逆变器通常采用这种电路拓扑结构。

直流电怎么改变电压？

直流电改变电压可以通过开关电源实现降压或者升压，降压的开关电源叫做BUCK，升压的开关电源叫做BOOST。通常开关电源的转换效率在80%左右。还有也可以用逆变器，可以使直流电改变电压。它的原理是先把直流电推动一个振荡器，变成交流，交流电可以用变压器使它升压，再整流变成直流。升压后的交流电压可以调节，整流后的直流也就被调节了。

直流电怎么改变电压

直流电改变电压可以通过以下两种方式实现：

1. 使用开关电源 降压：降压的开关电源通常被称为BUCK电路。这种电路通过控制开关的通断时间，将输入的直流电压降低到所需的输出电压。 升压：升压的开关电源则被称为BOOST电路。与BUCK电路类似，BOOST电路也通过控制开关的通断时间，但实现的是将输入的直流电压升高到所需的输出电压。 转换效率：通常，开关电源的转换效率在80%左右，这意味着在转换过程中会有一定的能量损失。

2. 使用逆变器 原理：逆变器的工作原理是先将直流电推动一个振荡器，将其转换为交流电。然后，利用变压器对交流电进行升压操作。最后，再通过整流器将升压后的交流电转换回直流电。 调节：由于升压后的交流电压可以调节，因此整流后的直流电压也就可以被相应地调节。这种方法提供了更大的灵活性，可以根据需要调整输出电压。

综上所述，直流电改变电压的主要方法包括使用开关电源和使用逆变器。这两种方法各有优缺点，具体选择哪种方法取决于应用需求和系统要求。

逆变器接上负载后输入电压就下降的原因?

如上图所示，当逆变器的输入端接上负载后，输入电压下降的现象可能是由以下几个原因造成的：

1. 负载的接入增加了系统的总阻抗，导致输入端的电压下降。当负载电阻较大时，这种影响更为明显。

2. 逆变器的工作原理是通过电子开关元件（如MOSFET或IGBT）来控制电流的流动，以实现电压的转换。在负载工作时，这些开关元件的导通电阻会导致额外的电压损失。

3. 变压器的效率不是100%，特别是在高频工作时，由于磁芯损耗和漏磁，会有额外的电压损失。

4. 次级整流和滤波电路的损耗也会导致输出电压的下降。例如，整流二极管的压降和电容器的等效串联电阻（ESR）都会影响电压。

5. Buck电路在调节输出电压时也会有一定的电压损失。特别是在负载变化时，Buck电路需要调整其工作状态以维持输出电压，这可能导致输入端的电压波动。

楼主在设计和计算过程中可能没有充分考虑到这些因素，导致在实际应用中出现了输入电压下降的问题。建议重新评估系统中的各个组件和电路，并进行必要的优化和改进。

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