单相半桥逆变器仿真参数



单相电压型半桥逆变器，一个周期内如何控制两个开关管？

Ta,Tb,Tc只是计算出来的导通时间，但Simulink里面没有计时的装置，和周期为TS幅值为TS/2的的三角波比较。

可以用PWMGenerator模块搭建啊，前面加个S-function模块自己写一个函数作为调制信号。

可以到matlab的Demo里面去找。

单相全桥逆变电路动作过程讲解~

逆变技术的基石：全桥逆变电路解析

电压源逆变器，作为直流电能向交流电能转换的关键元件，其DC to AC的魔术如何实现？让我们一起深入探索全桥逆变电路的脉络和工作原理。

电路构造与基本原理

在众多逆变器形式中，单相全桥逆变电路因其高效性和灵活性而脱颖而出。它由两个半桥电路巧妙结合，形成如图1所示的结构，通过交替开关控制，产生独特的工作节奏。

工作过程的舞蹈

步骤1: 当开关T1和T4闭合，T2和T3断开，负载电压呈现正相，电流路径是T1-L-R-T4，电流方向固定。此时，电阻R和电感L中的电压Vo等于直流电压Vd。

步骤2: T1和T4断开，T2和T3闭合，电流通过二极管D2-D3反向流过，电流路径变为D2-L-R-D3，负载电压转为负相。电流方向不变，电感电流在瞬间调整，确保电压的连续性。

步骤3和4重复这一过程，负载电压在每个周期内交替正负，通过电感电流的缓冲，保证了输出交流电压的稳定。

实际应用示例

绿色电力先锋：太阳能逆变器

在光伏发电领域，全桥逆变器是至关重要的组件，如图4所示的太阳能发电站，正是依赖这种电路将直流太阳能转化为交流电能，为电网提供清洁电力。

户外储能的崛起：便携式逆变器

近年来，户外储能市场的崛起，如图7所示的便携式储能装置，正见证着新能源技术的爆发式增长。随着市场需求的增长，逆变器作为核心元件，其技术进步和市场潜力不可限量。

总结与启示

无论是直流电源转换还是电力电子装置的驱动，全桥逆变电路都发挥着关键作用。理解其动态工作过程，有助于我们更好地利用这种技术，满足工业生产、家庭储能乃至可再生能源发展的多元化需求。

干货单相半桥逆变电路讲解，工作原理：4种工作状态，秒懂

单相半桥逆变电路的工作原理及其4种工作状态如下：

一、工作原理

单相半桥逆变器由2个晶闸管T1和T2以及2个反馈二极管D1、D2组成半桥逆变电路。每个二极管和晶闸管都与三线直流电源反并联，电源端提供平衡直流电压。负载RL连接在A点和B点之间，A点始终被视为相对于B点的正极。

二、4种工作状态

模式Ⅰ：T1开启

晶闸管T1导通，电流从电源电压的上半部分流动。电流路径：Vs/2T1负载Vs/2。电感存储能量，输出电流从0增加到最大值，输出电压为正Vs/2。

模式II

电感耗散能量，改变极性。二极管D2导通，电流路径：负载电源下半部分D2负载。电感释放的能量反馈到下半部分电源，输出电流从Imax减小到0，输出电压为负。

模式III

晶闸管T2导通，电流在电路的下部分流动。电流路径：Vs/2 负载 T2 Vs/2。电流方向反向，电感以相反方向存储能量，从 到零，输出电压为负。

模式IV

由于感性负载，T2关断，D1导通。电流路径：负载 D1 Vs/2 负载。能量通过电感释放回到电源电压Vs/2的上部，输出电压为正Vs/2，输出电流从负最大值 呈指数下降到零。

以上就是单相半桥逆变电路的工作原理及其4种工作状态的详细解释。

一文看懂逆变器的17种主要类型

逆变器的17种主要类型

逆变器是将直流电（DC）转换成交流电（AC）的装置。根据应用的输入源、连接方式、输出电压波形等，逆变器主要分为以下17种类型：

一、按输入源分类

电压源逆变器（VSI）：当逆变器的输入为恒定直流电压源时，该逆变器被称为电压源逆变器。其输入有一个刚性直流电压源，阻抗为零或可忽略不计。交流输出电压完全由逆变器中开关器件的状态和应用的直流电源决定。

电流源逆变器（CSI）：当逆变器的输入为恒定直流电流源时，该逆变器被称为电流源逆变器。刚性电流从直流电源提供给CSI，其中直流电源具有高阻抗。交流输出电流完全由逆变器中的开关器件和直流施加电源的状态决定。

二、按输出相位分类

单相逆变器：将直流输入转换为单相输出，标称频率为50Hz或60Hz，标称电压有多种，如120V、220V等。单相逆变器用于低负载，损耗较多，效率比三相逆变器低。

三相逆变器：将直流电转换为三相电源，提供三路相角均匀分离的交流电。每个波的幅度和频率都相同，但每个波彼此之间有120度的相移。三相逆变器是高负载的首选。

三、按换向技术分类

线路换向逆变器：交流电路的线电压可通过设备获得，当SCR中的电流经历零特性时，器件被关闭。这种换向过程称为线路换向。

强制换向逆变器：电源不会出现零点，需要外部源来对设备进行整流。这种换向过程称为强制换向。

四、按连接方式分类

串联逆变器：由一对晶闸管和RLC（电阻、电感和电容）电路组成，负载在晶闸管的帮助下直接与直流电源串联。也称为自换相逆变器或负载换向逆变器。

并联逆变器：由两个晶闸管、一个电容器、中心抽头变压器和一个电感器组成。在工作状态下，电容器通过变压器与负载并联。

半桥逆变器：需要两个电子开关（如MOSFET、IJBT、BJT或晶闸管）才能工作。对于阻性负载，电路工作在两种模式。

全桥逆变器：具有四个受控开关，用于控制负载中电流的流动方向。对于任何负载，一次只有2个晶闸管工作。

三相桥式逆变器：由6个受控开关和6个二极管组成，用于重负载应用。

五、按操作模式分类

独立逆变器：直接连接到负载，不会被其他电源中断。也称为离网模式逆变器。

并网逆变器：有两个主要功能，一是从存储设备向交流负载提供交流电，二是向电网提供额外的电力。也称为公用事业互动逆变器、电网互联逆变器或电网反馈逆变器。

双峰逆变器：既可作为并网逆变器工作，也可作为独立逆变器工作。可以根据负载的要求灵活切换工作模式。

六、按输出波形分类

方波逆变器：将直流电转换为交流电的最简单的逆变器，但输出波形不是纯正弦波，而是方波。更便宜，但谐波失真较大。

准正弦波逆变器：输出信号以正极性逐步增加，然后逐步下降，形成阶梯正弦波。谐波失真较低，但仍不是纯正弦波，对某些负载可能不适用。

纯正弦波逆变器：将直流转换为几乎纯正弦交流。输出波形具有极低的谐波，是大多数电气设备的首选。

七、按输出电平数量分类

两电平逆变器：有两个输出电平，输出电压在正负之间交替，并以基本频率（50Hz或60Hz）交替。在某些情况下，可能将三电平逆变器（其中一个电平是零电压）归入此类。

多电平逆变器（MLI）：将直流信号转换为多电平阶梯波形。波形的平滑度与电压电平的数量成正比，因此会产生更平滑的波形，适用于实际应用。

以下是部分逆变器的展示：

综上所述，逆变器根据不同的分类标准有多种类型，每种类型都有其特定的应用场景和优缺点。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的逆变器类型。

PLECS RT Box 应用示例 11 (99)：单相逆变器（Single-Phase Inverter）

此演示模型专注于单相并网逆变器在50千瓦和单位功率因数下的运行，利用PLECS电气和控制域的功率级和控制实现。电厂与控制器模型被分为两个不同的子系统，分别部署在两个RT Box上，通过虚拟原型配置的37针Sub-D电缆进行连接，交换数字PWM信号和模拟电流测量值。对于硬件在环（HIL）或快速控制原型（RCP）应用程序的实时模型开发，此配置提供了一个潜在的起点。

离散化步长和平均执行时间的参数为每个子系统提供关键信息，以确保实时执行。RT Box上的实时执行要求模型使用固定步长解算器执行，参数指定生成代码的基本采样时间，并用于离散化物理模型和控制域状态空间方程。执行时间表示在RT Box硬件上执行PLECS模型的一个离散步骤所需的实际时间。处理器负载是执行时间与离散化步长的比率。

表1展示离散化步长和平均执行时间的详细数据，为构建高效实时模型提供指导。此模型针对两个RT Boxes应用程序，一个运行Plant模型，另一个运行Controller模型，以最小化每个实时目标的执行时间。若用户仅拥有一个RT Box，可参考针对一个RT Box应用程序的相应型号进行配置。

在电源电路中，直流电压源为Vdc=750 V，H桥由两个IGBT半桥电源模块组成，通过PWM捕获块生成开关信号。滤波电感和断路器连接到电网，实现与理想交流电压源（Vrms＝220V，f＝50Hz）的连接。直流电压、电网电压和电网电流通过模拟输出组件输出，比例因子和偏移配置将模拟输出电压限制在[-4 V，+4 V]范围内。

闭环控制器用于调节线路电流与电网电压的同步，包含基于正交信号发生器的锁相环（PLL）以检测电网的电角度和频率。PLL相位角输出转换为电网电流的参考信号，比例积分（PI）或比例谐振（PR）调节器在“Controller”子系统内部切换。调节器参数Kp和Ki使用最佳幅值规则设置，谐振频率选择等于电网频率，确保系统响应的优化。

在实时操作模式下，模型既可以在计算机上以离线模式运行，也可以在PLECS RT Box上以实时模式运行。实时操作过程中，可使用PLECS示波器“电子Elec”观察控制器箱上的测量值和中间信号，如电网相位角、PLL检测到的角频率以及测量的电网电压和电流。参考电流与测量电流的比较显示了使用PR调节器时测量电流滞后稍小的特性。电网电流的参考振幅可以通过调整控制器子系统中的增益块“Ip”进行改变，通过将“断路器Breaker”常数设置回0断开逆变器与电网的连接。

此模型展示了单相并网逆变器模型的实用性，适用于离线模拟和实时操作，支持硬件在环测试和快速控制原型设计。

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。

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