串联谐振逆变器的功率调节方式
串联谐振逆变器的功率调节方式
1引言
由图1可以得出逆变器的输出功率表达式(0.1)，可以看出在负载一定的情况下，输出功率的大小是由Ud和φ大小决定的。其中Ud为输入直流电压的幅值，φ为负载的功率因数角。从而可以将串联谐振逆变器的功率调节方式分为两种：
图 1 串联谐振式逆变器的电路结构
a.直流调功：通过调节输入的直流电压的幅值来调节输出功率。
b.逆变调功：通过调节输出电压的频率来调节负载功率因数，或调节输出电压的有效值大小(调节占空比)来调节输出功率。
2
2
02
8
cos cos
d
U
P
R
φφ
π
??
==(0.1) 2 直流调功
直流调功也叫调压调功，它是通过调节整流电路输出电压的大小来调整负载功率，负载通过锁相措施保证工作在谐振或者接近谐振的工作频率处。调节整流输出电压的方式有两种：一种是采用晶闸管三相全控桥整流进行调压；另种是采用三相不控整流后用斩波器进行调压。
2.1 晶闸管三相全控桥整流进行调压
这种方式主要通过控制晶闸管（注：晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。）导通角来控制整流输出电压值。这种方式电路简单成熟，控制方便。主要缺点是在深控下网侧功率因数低，动态响应慢，换流过程中电流容易出现畸变。
晶闸管整流调功的感应加热电源拓扑结构见图2，与逆变侧不同的是，整流部分采用六只晶闸管组成的晶闸管相控整流桥。
图 2 相控整流的感应加热单元
2.2 三相不控整流加斩波器进行调压
感应加热电源中的直流斩波调功方式的调功原理如图3所示。
图 3 斩波调功方式的感应加热电源
前端是由六只二极管组成的三相不可控整流器，输出的直流电压Ud经过电容C1滤波后送入由开关管VT、续流二极管D2、滤波电感Lo和滤波电容Cd 组成的斩波器，调节VT 的占空比，逆变器得到的电压就在0~Ud之间任意的电压值。这种方式可以获得较高的功率因数，但是开关管VT 是工作在硬开关方式，开关损耗较高，对开关器件的要求比较高。由于电路中电感的存在，将使开关器件关断时承受更高的电压，而器件的开关频率较高
有利于减小滤波电路中储能元件的体积。
这种方式具有网侧功率因数高，电压动态响应快，保护容易等优点。但由于DC/DC 变换环节的加入，电源的整机效率和可靠性将会降低。
3 逆变调功
常见的逆变调功方法主要有脉冲频率调制法（PFM ）、脉冲密度调制(PDM)、脉冲宽度调制法(PWM)等等。
3.1 脉冲频率调制法(PFM)
PFM 方法采用不控整流得到直流电压，通过改变逆变器输出电压的频率来改变负载的功率因数角φ，从而调节输出功率的大小。
输出功率的表达式如(0.1)所示，其中φ的表达式如(0.2)所示。根据表达式(0.1)和0.2)可以看出改变w 就可以改变输出功率，而w 则是由系统的开关频率所决定的。因此改变逆变器输出电压的频率就可以调节输出功率的大小。
1arccos wL wC R φ??- ?= ???
(0.2) 从图 4中可以看出，负载功率在谐振点频率0f 处时是最大的，而偏离这个谐振频率时,
负载功率都会降低。
图 4 PFM 功频特性曲线
PFM 方式最大优点是简化了设备，降低了成本，调频部分实现起来也比较简单。但是它也存在着一些难以克服的缺点。具体表现为以下3点：1、由于整流一般采用不控整流。这就要求逆变开关元件承受较高的浪涌电压或浪涌电流，这对逆变开关元件不利的：2、如果负载在加热过程中的参数变化比较大，那么负载工作频率可能会在一个相当大的频率范围内变化，负载适应性差。工件频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度（注：导体中
电流密度减小到导体截面表层电流密度的1/e处的深度。）也随之改变，这在要求严格的应用场合中是不允许的：3、在高频的工作场合，如果采用调频调功，由于没有对负载工作的相位角给出恒定的控制，在低功率输出时，负载功率因数较低，逆变开关元件承受较大的无功能量交换。但是由于PFM控制方法实现起来非常简单，在以下情况中可以考虑使用它：l:如果负载对工作频率范围没有严格限制，相位差可以存在而不必处于近谐振工作状态；2:如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏片就可以达到调功的要求。总而言之，在要求严格的情况下，PFM方法不适用。
3.2 脉冲密度调制法(PDM)
PDM方法通过控制脉冲密度，实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率：其控制原理如图5所示。
图 5 PDM控制原理图示意图
这种控制方法的基本思路是：假设在某时段内总共有N个功率输出单位，在其中M个功率输出单位里逆变器向负载输出功率；而剩下的(N一M)个单位内逆变器停止工作，负载能量以自然振荡的形式逐渐衰减。这样的话，输出的脉冲密度为M/N，这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。也就是通过改变脉冲密度就可以改变输出功率。PDM方法的主要优点是：输出频率基本不变，开关损耗相对较小，易于实现数字化控制，比较适合于开环工作场合。PDM方法的主要缺点是：逆变器输出电压的频率不完全等于负载的自然谐振频率，在需要功率闭环的场合中，工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频率，这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合，工作的稳定性不好。PDM方法的另一个缺点就是功率调节不理想，呈有级调功方式。
3.3 脉冲宽度调制法(PWM)
脉冲宽度调制法，也称移相调功法，使某一桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位保持
一个固定相位差(此相位差为可调)，另一桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位差则可以调节，通过改变两个桥臂开关器件的驱动信号之问的相位差来改变输出电压的有效值，以达到调节功率的目的。称与输出电流保持一定相位差的桥臂为定相臂，而驱动脉冲信号与输出电流相位差可调的另一个桥臂称为移相臂。针对如图1所示串联谐振逆变器主电路原理图的移相调功原理图如图6所示。S1、S4为定相臂开关管，相位互差180，S2、S3为移相臂开关管，滞后S1、S4β角开通，β角可在±180。范围内调节。通过调节逆变器移相臂驱动信号与基准臂(定相臂)驱动信号之间的相位差来改变输出电压的脉宽，并利用锁相环跟踪负载频率的变化，达到调功的目的。
图 6 脉冲宽度调制法原理图
根据输出电压基波和输出电流的相位关系可分三种移相调功方式：
(1)感性移相调功方式：输出电压基波相位超前输出电流。
(2)容性移相调功方式：输出电压基波相位滞后输出电流。
(3)谐振移相调功方式：输出电压基波相位与输出电流相同。
下面对这三种控制方式分别讨论。
1）感性移相调功方法
图7 感性移相调功方法原理图
如图7所示，输出电压基波相位超前输出电流的情况下，负载始终工作在感性状态。在这种方式下，反并联二极管D2、D3不导通，Dl、D4均自然过零关断，没有二极管反向恢复带来的问题。开关器件Q2、Q3各导通180，在零电流条件下开通和关断(ZCS)，Q1、Q4在零电流下开通，但在大电流下关断，可以通过在Q1、Q4上并联电容实现零电压开关(ZVS)。因此这种方法适合频率较高的电源，以及器件体内反并联二极管反向恢复问题比较严重的器件，如MOSFET等，可以避免二极管反向恢复所带来的电流尖峰和器件的损耗增加。
2）容性移相调功方法
如图8所示，输出电压基波相位滞后输出电流的情况下，电路始终工作在容性状态。在这种方式下，反并联二极管Dl、D4不导通，但DZ、D3是在大电流下换流到Q3、Q2，二极管关断的时候有较大的反向恢复电流。开关器件Q1、Q4各导通180，在零电流条件下开通和关断(ZCS)，但Q2、Q3在大电流下开通，通过在Q2、Q3臂上串联电感可以实现ZCS。这种方法适合用于有关断尾部电流、关断损耗占主导的双极性器件，如IGBT、SIT、MCT 等。为了减小二极管反向恢复带来的电压尖峰，应该注意电路布局，减少分布电感。
图8容性移相调功方法原理图
3）谐振型移相调功方法
如
在这种方式下，Q1、Q4管子是强迫开通，自然关断的，通过在Q1、Q4上并联电容可以实现ZVS。Q2、Q3管子是自然开通，强迫关断，在Q2、Q3管子的臂上串联电感可以实现ZCS。这种方法的优点：逆变器始终工作在负载谐振状态，负载侧功率因数高。缺点：在全功率调节范围内实现所有的器件软开关比较困难。这种方法不适合用于较大功率的感应
加热应用。在目前所能得到的开关器件中，电压、电流定额比较大，适合应用于感应加热的器件有MOSFET、IGBT等等。功率MOSFET是单极型器件，主要由多数载流子导电，没有少数载流子的存储效应，关断时没有拖尾现象，关断速度快，关断损耗小。IGBT是双极型器件，主要由少数载流子导电，关断时必须将器件内存储的电荷抽空，才能恢复阻断能力，IGBT关断的时候有明显的拖尾现象，关断比较慢，关断损耗是主要的。
图9 谐振型移相调功方法原理图
中频串联谐振电源原理
中频串联谐振电源原理 串联谐振逆变器也称电压型逆变器，其中频串联谐振电源原理图如图2.2所示。串联谐振型逆变器的输出电压为近似方波，由于电路工作在谐振频率附近，使振荡电路对于基波具有最小阻抗，所以负载电流近似正弦波同时，为避免逆变器上、下桥臂间的直通，换流必须遵循先关断后导通的原则，在关断与导通间必须留有足够的死区时间。 图2.2 串联逆变器结构 图2.3负载输出波形 当串联谐振逆变器在低端失谐时(容性负载)，它的波形见图2.3(a)。工作在容性负载状态时，输出电流的相位超前于电压相位，因此在负载电压仍为正时，电流先过零，上、下桥臂间的换流则从上(下)桥臂的二极管换至下(上)桥臂的
MOSFET。由于MOSFET寄生的反并联二极管具有慢的反向恢复特性，使得在换流时会产生较大的反向恢复电流，而使器件产生较大的开关损耗，而且在二极管反向恢复电流迅速下降至零时，会在与MOSFET串联的寄生电感中产生大的感生电势，而使MOSFET受到很高电压尖峰的冲击当串联谐振型逆变器在高端失谐状态时(感性负载)，它的工作波形见图2.3(b)。工作在感性负载状态时，输出电流的相位滞后于电压相位，其换流过程是这样进行的，当上(下)桥臂的MOSFET关断后，负载电流换至下（上）桥臂的反并联的二极管中，在滞后一个死区时间后，下(上)桥臂的MOSFET加上开通脉冲等待电流自然过零后从二极管换至同桥臂的MOSFET.由与MOSFET中的电流是从零开始上升的，因而基本实现了零电流开通，其开关损耗很小。 另一方面，MOSFET关断时电流尚末过零，此时仍存在一定的关断损耗，但是由于MOSFET关断时间很短，预留的死区不长，并且因死区而必须的功率因数角并不大，所以适当地控制逆变器的工作频率，使之略高于负载电路的谐振频率，就可以使上(下)桥臂的MOSFET向下(上)桥臂的反并联的二极管换流其瞬间电流也是很小的，即MOSFET关断和反并联二极管开通是在小电流下发生的，这样也限制了器件的关断损耗。上述分析可知，串联谐振型逆变器在适当的工作方式下，开关损耗很小因而，可以工作在较高的工作频率下这也是串联谐振型逆变器在半导体高频感应加热电源中受到更多重视的主要原因. 中频串联谐振电源电路的功率调节原理 电源工作在开关频率大于谐振频率状态，负载呈感性，负载电流滞后于输出电压r角。所以在高频条件下输出功率表达式为：
串联谐振单相全桥逆变电路的设计
本次课程设计的主要目的是设计一个输出电压可调的串联谐振单向全桥逆变电路，然后可以用于对工件的感应加热、感应加热电源等方面。 本次设计的单相全桥逆变电路由四只晶闸管构成，将直流电压Ud 逆变为中频方波电压，并将它加到负载电路。负载电路是由感应线圈和补偿电容组成的串联振荡电路，对工件进行感应加热，通过电感的电流接近正弦波形。而晶闸管的导通，则由TCA785组成的触发电路产生的触发脉冲来触发其导通。通过移相方式来调节主电路输出电压脉冲的宽度。由于晶闸管逆变装置在逆变过程中会产生过电压、过电流，故又对单相交流调压电路设计了一套保护电路。 在进行主电路的设计时，根据主电路的输入、输出参数来确定各个电力电子器件的参数，并进行器件的选择，以使设计的主电路能够达到要求的技术指标，并完成相应的功能。 关键词：单相全桥逆变电路、晶闸管、触发电路、保护电路、电压累加
1引言 (1) 1.1问题的提出 (1) 1.2技术指标和设计要求 (1) 1.2.1 技术指标 (1) 1.2.2 设计要求 (1) 2串联谐振单相全桥逆变电路的设计 (1) 2.1主电路及其工作原理 (1) 2.2串联谐振逆变电路的电压累加 (3) 3主电路电力电子器件参数的计算 (6) 3.1主电路电阻、电容、电感的取值 (6) 3.2晶闸管额定值的计算 (7) 4触发电路的设计 (8) 5保护电路的设计 (10) 5.1过电压保护 (10) 5.1过电流保护 (10) 6总结 (11) 7心得体会 (11) 参考文献 (12)
1引言 1.1 问题的提出 随着工厂对工件加热设备的温度控制精度不断提高，普通的加热设备已经不能满足要求。因此，就需要对设备的加热原理进行改进。本次设计的串联谐振单相全桥逆变电路的负载电路是由感应线圈和补偿电容组成的串联振荡电路，对工件进行感应加热，其功能与一般的单相全桥逆变电路有所不同，而且它的触发电路与其他电路的触发电路相比起来，有更优良的性能，达到对晶闸管通断的更好控制。 1.2 技术指标和设计要求 1.2.1 技术指标 （1） 输入参数：三相交流电压A u 、B u 、C u （2） 输出参数：交流电压o u 1.2.2 设计要求 串联谐振单相全桥逆变电路的设计 晶闸管额定电压、电流表达式的推导 触发电路的设计 保护电路的设计 绘制主电路、触发电路和保护电路的电路图 2串联谐振单相全桥逆变电路的设计 2.1主电路及其工作原理 串联补偿逆变电路的结构如图1所示。 它由三相晶闸管全控整流桥、平波电感d L 、滤波电容d C 、单相全控桥式逆变电路、续流二极管、串联谐振逆变器负载构成。 三相晶闸管全控整流桥将正弦的工频交流电整流成脉动的直流电d U ,可通过调节直流电压d U 来调节负载电流。平波电感d L 在此起切断直流通路的作用。
解析组串逆变器谐振脱网现象
随着电站规模不断增大，每个电站中所使用的逆变器数量也随着增加，尤其是如果在大电站选用组串式方案，逆变器数量成十几倍增加，且部分并网点远离发电厂及负荷区，导致谐振的风险增加。”电站一旦脱网，给我们造成的经济损失非常大，直接影响了我们的投资收益，我担心会再次发生脱网”，电站运维工程师如是说。 1 担心的事情还是发生了 光伏发电规模日益增大，大型地面光伏电站单体容量也越来越大。在设计大型地面光伏系统时，目前业内较为成熟的方法是采用单机容量为500KW及以上的集中式逆变器解决方案，该方案技术成熟，运行稳定。近两年来，部分厂家推荐业主在大型地面光伏电站中使用组串式逆变器，导致并网点下逆变器的数量成十几倍的增加。以一个100MW大型地面光伏电站为例，使用业内成熟的集中式方案，逆变器数量为200台，若使用30KW的组串式方案，逆变器数量则高达3400多台！随着逆变器台数不断增多，且部分并网点远离发电厂及负荷区，导致谐振的风险增加。 我国西北某个百MW级大型地面光伏电站，使用了组串式逆变器解决方案，现场出现了由于并联谐振导致的电站大面积脱网现象，给业主造成了近千万的经济损失。此事件再次引发业内广泛关注，对组串逆变器大面积组网产生的并联谐振风险表示担忧。 那么什么是谐振，谐振又是如何导致系统脱网的呢？接下来，笔者将带领大家，从技术的角度，对组串逆变器在大型光伏电站出现的并联谐振现象进行分析，探寻电站里的“影子杀手”。通过这番探寻，让你深刻体会到“影子杀手”的威力，也让你知道如何规避这一“影子杀手”的危害。 2 并联谐振是什么及其危害 大家应该都听说过这样一个故事: 18世纪中叶,法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过，当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生，类似的事件还发生在俄国和美国等地。 究其原因，是士兵过桥时，引起了桥的共振。任何物体都有一个固有频率，其固有频率是由物体的密度、外形等物理因素决定的，而施加外力使物体振动的频率叫策动频率，当策动频率等于物体的固有频率时，物体便产生共振，此时振幅达到最大。图2为大桥的频率响应曲线，横坐标代表激励源频率的变化，纵坐标代表在此频率下，外界激励造成的大桥产生的振幅。图中可见，大桥的频率响应曲线存在一个最高点，当外界激励源（士兵通过大桥产生的振动）的振动频率恰好落在大桥的固有频率f0点时，大桥的振幅达到最大。同时由于步伐一致，多个士兵产生的同方向的振动力直接累加，当士兵的数量达到一定程度时，累加的振动力超过了的大桥的承受能力，导致大桥断裂。 可见，大桥共振倒塌主要由外部和内部两个关键因素决定，外部因素包括士兵的数量，和士兵过桥时步伐的方式。如果士兵的数量少，无论以什么方式通过大桥，也不会导致大桥倒塌，当士兵多到一定数量的时候，通过的方式就起到了决定性的作用。内部因素主要是桥的结构及桥的质量，即桥能承受的最大振幅，坚固的桥可以承受的振幅大，不容易出现倒塌，脆弱的桥则可能很少的士兵就可以使其倒塌。 对于一个桥而言，内部因素改变相对较难，外部因素则相对容易改变。例如通过改变一次通过大桥士兵的数量（分批过桥）或将整齐的步伐改成走便步，即改变并分散士兵过桥产生的振动频率，使其偏离大桥的固有频率，比如改变振动的频率到图2中的f1处，则同样的外界振动力，引起大桥产生的振幅将大幅减小，有效避免了大桥坍塌的风险。目前各国对大队士兵过桥改成走便步的规定正式基于这个考虑。 光伏电站的组串式逆变器产生谐振的现象与大桥共振的现象十分相似。如果把逆变器比作士兵，大桥比作电网，当并联的逆变器多到一定数量的时候，在某个频率点产生共振，即会导致“大桥倒塌“，即脱网。而且谐振的风险与电网的强弱也有直接关系，对于一些线路较长，处于远端位置的电网环境，则更容易产生谐振脱网现象。然而，士兵过桥可以通过简单的改变过桥的人数或步伐有效的解决，逆变器的并联谐振由于影响因素多，且具有一定的不确定性，却远不是那么容易解决的问题。 3 引起并联谐振内在原因是什么 引起逆变器并联谐振的原因有很多，如逆变器控制技术、逆变器的电路结构及参数选择等，学术界也有很多类似的研究。但最根本的原因是随着并联数量的不断增加，逆变器阻抗不断降低并与电网阻抗不匹配造成的。 组串式逆变器组网的典型光伏系统结构如图3(a)所示，由电路的基本原理可将系统等效为图3(b)所示的电路，并最终可建立图3(c)所示的阻抗模型。图中ZL为每台逆变器阻抗，ZT为每个单元升压变阻抗，Z0为所有并网逆变器输出阻抗ZL和ZT的合成值，由于变压器阻抗ZT基本稳定，因此Z0主要受逆变器阻抗ZL影响。K1--KN为每个方阵单元输出开关、K为并网点开关，Zg为从PCC点往电网侧看的电网等效阻抗。 由电路理论和控制系统基本原理可知，对上图所示的系统，其稳定性取决于Z0与Zg的比值。理想情况下，逆变器侧阻抗Z0很大，电网阻抗Zg很小，二者比值大，系统工作稳定。反之，当Z0/Zg变小时，系统稳定性变差，即出现谐振现象，即某个频次下的谐波幅值
大功率逆变器 规格书
3000W 修 正 波DC-AC 逆 变 器 ■ 特性： ● 修正波输出（THD ＜3%） ● 瞬间功率高达6000W ● 效率高达85% ● 保护各类：电池高低压保护/输出短路保护/过负载保护/ 过温度保护/输入反接保护/电池低压警报 ● 应用：家电，电动工具，办公和便携式设备，车辆和游艇等。 ● 1年保修 电气规格 型号 BEM3000L 输出 额定功率(Typ.) 3000W 3000W 3000W 交流电压 220V 220V 220V 频率 50HZ±0.5HZ 50HZ±0.5HZ 50HZ±0.5HZ 波形 额定电压下, 修正波(THD<3%) 额定电压下, 修正波(THD<3%) 额定电压下, 修正波(THD<3%) 输入 电池电压 12V 24V 48V 电压范围(Typ.) 10V-15V 20V-30V 40V-60V 直流电流(Typ.) 277A 138A 69A 空载损耗 ≤0.3A ≤0.2A ≤0.15A 关机模式电流 ≤20mA ≤20mA ≤20mA 效率(Typ.) ≥90% ≥90% ≥90% 电池类型 铅酸电池 铅酸电池 铅酸电池 电池 输入 保护 保险片 35A*12 35A*6 35A*6 电池低压警报 10.5V±0.5V 20V±1V 42V±2V 电池低压保护 9.5V±0.5V 19V±1V 40V±2V 电池高压保护 15.5V±0.5V 30V±1V 60V±2V 电池反接保护 通过内部保险片 通过内部保险片 通过内部保险片 输出 保护 过温度 75℃±5℃ 75℃±5℃ 75℃±5℃ 亮红色指示灯,有报警声,无输出 亮红色指示灯，有报警声,无输出 亮红色指示灯，有报警声,无输出 输出短路 红绿灯交替闪, 取消短路后自动恢复正常 红绿灯交替闪, 取消短路后自动恢复正常 红绿灯交替闪, 取消短路后自动恢复正常 过负载(Typ.) ≥3000W ≥3000W ≥3000W 亮红色指示灯,自锁, 降低负载重启恢复正常输出 亮红色指示灯,自锁, 降低负载重启恢复正常输出 亮红色指示灯,自锁, 降低负载重启恢复正常输出 USB 输出电压 5V 5V 无 输出电流 2A 500mA 无 环境 工作温度 0-40℃＠100％负载 工作湿度 20-90%RH ，无冷藏 储存温度、湿度 -30℃-+70℃,10-95%RH 其它 重量 净重：4.8 Kg 毛重：6 Kg 尺寸 454*180*142 mm(L*W*H) 包装 490*245*205 mm(L*W*H) 备注 如未特别说明，所有规格参数25℃环境温度下进行量测。
谐振型逆变器原理分析
谐振型逆变器原理分析 【摘要】本文以固态高频感应加热电源中的谐振型逆变器为主要研究对象，分析了经典H桥型串联谐振逆变电路和并联逆变电路的结构特点及工作状态。 【关键词】功率MOSFET；串联谐振；并联谐振 所谓“逆变”是相对整流而言的，把直流电能转变为所需频率的交流电能，就是逆变。逆变器的电路型式繁多，分类方法不一。如按照输出相数，可分为单相、三相和多相；按电路结构，可分为全桥、半桥和非桥式等。 下面将具体介绍串联谐振式电压型逆变器和并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构、工作原理、谐振槽路等特征。 １．串联谐振式电压型逆变器结构 1.1串联谐振式电压型逆变器的拓扑 串联谐振式电压型逆变器的基本电路如图1－1所示，以负载线圈（L和R）和功率因数补偿电容器C串联后作为逆变桥的负载，这种利用负载电路串联谐振的原理工作的逆变器，称为串联谐振式电压型逆变器。此种逆变器负载电流波形为近似正弦波。 1.2串联谐振式电压型逆变器的工作原理 串联谐振逆变器的负载为串联谐振负载，通常需电压源供电。交替开通和关断逆变器上的全控器件就可以在逆变器的输出端获得交变的方波电压，其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值，频率取决于器件的开关频率。 逆变桥包括由4个功率MOSFET和与其反并联的快速二极管组成的四个桥臂,其工作时,轮流触发V1,3和V2,4,使负载得到高频电流。 1.3串联谐振式电压型逆变器的谐振槽路分析 串联逆变器的负载电路即为串联谐振电路，它由电容器C、电感L和电阻R 串联组成。谐振时，串联电路各参数关系如下： 谐振频率f= 谐振时等效阻抗R=Z=R 串联电路电流I=I= 电感L上电压U=jωLI=jωL=jQU 电容器C上电压U=×=-jQU 特征阻抗X=X=X=ωL=L=或X=QR 负载有效功率P=I R= 电容器的无功功率Q=IU=Q=QP＜br>电感的无功功率Q=IU=QP＜br>1.4串联谐振式电压型逆变器的特征 串联谐振式电压型逆变器具有如下特征： ①容易投入负载电力。它的这一特性表明，采用低压开关器件并联，就可构成这种系统，因而实用性强。 ②负载匹配容易。在设计时，只要把匹配变压器的漏感简单地加进负载电感就可达到目的，设计的自由度大。 2.并联谐振式电流型逆变器 2.1并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构 并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构如下图2－1所示，把功率因数补偿电
并联谐振逆变电源的电路设计
并联谐振逆变电源的电路设计 本文提出了一种应用于感应加热的并联谐振逆变电源设计方案，针对其主电路、斩波电路及逆变器控制电路等进行了分析和设计。 电路构成及设计 电源的系统框图为图1所示，三相交流电压通过不控整流及滤波电路后转换为直流电压，该电压被送到直流斩波器进行斩波调节，变为功率可调节的近似恒流源后输入逆变器，之后控制感应加热负载。直流斩波控制部分则通过传感器检测斩波输出的电流信号，经PI调节器，控制PWM的输出脉宽，从而改变斩波输出电流的大小，实现闭环控制。逆变器控制部分采用锁相环频率跟踪电路控制逆变器的工作频率，产生高频触发脉冲，驱动逆变电路中功率器件的通断。 主电路 1、并联谐振逆变电源的主电路由三相不控整流桥、直流斩波器、电流源并联谐振逆变器和负载匹配电路四部分组成(图2)。 这里采用不控整流加斩波构成直流电流源，主要是考虑到其具有保护速度快以及高频斩波带来的滤波器尺寸小等优点。斩波器和逆变器中的主功率器件(VT与VT1、VT2、VT3、VT4)均采用IGBT管。逆变器桥臂的每一个IGBT上均串联一个二极管，通过IGBT的正向电流也将全部通过串联二极管，这就要求串联二极管能够通过很大的正向电压和承受很高的反向电压，因此VD1~VD4选用的是快速恢复二级管。逆变器通过半导体开关有规律地切换，在负载侧得到一定频率的交流电流，其频率由开关的动作频率决定，由于是电流源供电，逆变器输出电流近似为方波，负载对基波分量呈高阻，压降较大，而三次及三次以上谐波产生的压降较小，可近似认输出电压(即电容C两端电压)为正弦波。
2、PWM斩波控制 斩波的实现是通过控制IGBT(图2中VT管)的导通来控制电流的大小，从而间接控制功率。在稳态运行过程中，为实时了解负载的变化，需从谐振回路中反馈电流的变化，通过与基准值比较获得占空比的大小。图1系统框图中的电流检测可选用霍尔电流传感器，检测逆变器直流母线输入电流的大小。控制电路采用PI调节器，由运放与电阻、电容等元件构成，可将检测电流与设定电流比较，只要反馈和设定有偏差，就可通过调节，使反馈向设定值逼近直至等于设定值，从而实现无差调节，提高系统稳定性。PWM脉宽控制选用TL494，它是一种应用广泛的PWM控制芯片，具有抗干扰能力强、结构简单、可靠性高以及价格便宜等特点。在本设计中具体电路如图3所示：输入(即PI调节输出)自1脚引入，引脚13接低电平，PWM脉冲信号从8脚输出，经驱动模块放大后触发斩波器元件IG-BT的导通。 3、逆变器触发控制 并联谐振逆变器的触发控制中，为避免大电感Ld上产生大的感应电势，电流必须是连续的，因此要保证逆变器在换流时，VT1、VT3和VT2、VT4两组桥臂应遵循先开通后关断的原则，即要求两组桥臂的触发脉冲有重叠区，这点与串联谐振逆变器有较大不同。图4是逆变器触发脉冲的波形。 加热工件在加热过程中会引起谐振频率的变化，为使逆变器可靠工作，逆变器需要始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态，以实现逆变器件的零电压换流。图5显示了逆变器触发控制电路的构成。对逆变电源的负载正弦电压采作为锁相环PLL的输入参考电压。考样、过零比较，得到U1(t)，虑到触发，驱动电路和开关器件的延时等情况，在PLL内部加入了相位补偿电路，构成无相差锁相环电路。锁相环的输出电由U2(t)产生的Ⅰ、Ⅱ两路压U2(t)与输入U1(t)可实现零相位差，驱动输出即可实现图4中逆变器VT1~VT4的触发脉冲波形。
逆变器的选型
逆变器主要技术指标有:额定容量;输出功率因数;额定输入电压、电流 电压调整率;负载调整率;谐波因数;总谐波畸变率;畸变因数;峰值子数等 通过对逆变器产品的考察,现对250kW、500kW逆变器产品及1000kW逆变器做技术参数比较: 本工程装机容量，10MWp，若选用单台容量大的逆变器，逆变器发生故障时，发电系统损失发电量较大；选用单台容量小的逆变设备，则设备数量较多，会增加投资后期的维护工作量；在投资相同的条件下，应尽量选用容量大的逆变设备，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性，因此，从工程运行及维护考虑,本工程拟采用高效率、大功率逆变器，选用容量为 500kW，逆变器参数暂按如下参数进行设计
集中型逆变器 主要特点是单机功率大、最大功率跟踪（MPPT）数量少、每瓦成本低。目前国内的主流机型以 500kW、630kW 为主，欧洲及北美等地区主流机型单机功率 800kW 甚至更高，功率等级和集成度还在不断提高，德国 SMA 公司今年推出了单机功率 2.5MW 的逆变器。按照逆变器主电路结构，集中型逆变器又可以分为以下 2 种类型 集中型逆变器是目前大部分中大型光伏电站的首选，在全球 5MW 以上的光伏电站中，其选用比例超过 98% 通过对比集中型和组串型主流机型方案在 100MW 电站的运维数据（见表 5），发电量损失二者相当；由于组串型设备是整机维护，而集中型设备是器件维护，设备维护成本上，集中型优势非常明显。同时，在占地几千亩的百 MW 级大规模电站中，对完全分散布置的组串逆变器进行更换，维护人员花在路途上的时间将远高于进行设备更换的时间，这也是组串型的大型电站应用不利因素之一
逆变器的选型
。 集中式逆变器和组串式逆变器选型的比较 国家电网对分布式光伏电站要求如下：单个并网点小于6MW，年自发自用电量大于50%；8KW 以下可接入220V；8KW-400KW可接入380V；400KW-6MW可接入10KV。根据逆变器的特点，光伏 电站逆变器选型方法：220V项目选用单相组串式逆变器，8KW-30KW选用三相组串式逆变器，50KW 以上的项目，可以根据实际情况选用组串式逆变器和集中式逆变器。对于MW级别的电站亦可选择380V或10KV方式并网。 逆变器方案对比： 集中式逆变器：设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结 构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为IP20。体积较大，室内立式安装。 组串式逆变器：功率小于30KW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用 DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外臂挂式安装。 系统主要器件对比： 集中式逆变器：光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。 组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。 主要优缺点和适应场合： 1、集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。 主要优势有： （1）逆变器数量少，便于管理； （2）逆变器元器件数量少，可靠性高； （3）谐波含量少，直流分量少电能质量高； （4）逆变器集成度高，功率密度大，成本低； （5）逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高； （6）有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。 主要缺点有： （1）直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。 （2）集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多 的部区，发电时间短。 （3）逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。 （4）逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。 （5）集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。 （6）集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。
逆变器的工作原理
逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。 通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成． 利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路。它激式变换部分采用TL494，VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路，驱动两路各两只60V/30A的MOS FET开关管。如需提高输出功率，每路可采用3～4 只开关管并联应用，电路不变。TL494在该逆变器中的应用方法如下：第1、2脚构成稳压取样、误差放大系统，正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压，经R1、R2分压，使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7～5.6V取样电压。反相输入端2脚输入5V基准电压(由14脚输出)。当输出电压降低时，1脚电压降低，误差放大器输出低电平，通过PWM电路使输出电压升高。正常时1脚电压值为5.4V，2脚电压值为5V，3脚电压值为0.06V。此时输出AC电压为235V(方波电压)。第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。正常电压值为0.01V。第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。正常时5脚电压值为1.75V，6脚电压值为3.73V。第7脚为共地。第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极，第12脚为TL494前级供电端，此三端通过开关S控制TL494的启动/停止，作为逆变器的控制开关。当S1关断时，TL494无输出脉冲，因此开关管VT4～VT6无任何电流。S1接通时，此三脚电压值为蓄电池的正极电压。第9、10脚为内部驱动级三极管发射极，输出两路时序不同的正脉冲。正常时电压值为1.8V。第13、14、
串联谐振逆变器分析
https://www.360docs.net/doc/ed8343406.html, 串联谐振逆变器分析 串联谐振逆变器如图2一1所示,补偿电感和负载等效参数和串联后作为逆变桥的负载,图中为补偿电感或变压器漏感,、为包含负载在内的负载等效电阻和电容。串联谐振逆变器通常由电压源供电,电压源由整流器加一个大电容构成。由于电容值较大,可以近似认为逆变器输入端电压固定不变。交替开通和关断逆变器上的可控器件就可以在逆变器的输出端得到交变的方波电压,其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值,频率取决于器件的开关频率。 根据负载电压和电流的相位关系,串联逆变器可以工作在三种工作状态感性、容性和串联谐振。在串联逆变器中,为了避免开关器件因短路电流而损坏,在开关器件换流过程中,上下桥臂的开关管应留有死区时间,防止发生直通。 并联谐振逆变器分析 并联谐振逆变器如图2一2所示,补偿电感和负载等效参数和并联作为逆变器的负载,电路中串联的大电感场保证负载电流是恒定的,不受负载阻抗变化的影响。当负载功率因数不是时,负载的无功电压分量便会加在开关器件上,为了避免开关器件承受反向电压而损坏,必须串联快速二极管。根据负载电压和电流的相位关系,并联逆变器可能工作在三种工作状态感性、容性和谐振状态。
https://www.360docs.net/doc/ed8343406.html, 串并联谐振逆变器比较 串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的差别源于它们所用的振荡电路的不同,前者使用、、串联,后者是、和并联,由两种逆变器拓扑、电路特性及波形上分析,两种电路具有对偶的性质,相比于并联谐振逆变器,串联谐振逆变器具有以下特点和优点。 串联谐振逆变器的特点 直流侧为电压源,或并联大电容,相当于电压源。直流侧电压基本无脉动。由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压为矩形波,并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。对串联谐振负载而言,其输出电流波形为正弦波。 当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。 电压型逆变器与电流型逆变器比较,优点如下 电路结构简单,启动容易电压型逆变器可以采用移相控制,通过调节移相角的大小来调节输出电压,就可以达到调节输出功率的目的。由于电流型逆变器要保证滤波电感上的直流输入电流不能断流,如果采用移相调功,当负载输出电流为时,这个直流电流无法从逆变器流过,要外加电路来解决电流的续流问题。电压型逆变器是真正的电压源,不管逆变电路时开通还是关断,滤波电容两端都能够保持恒定的电压。因 此在逆变器的启动、工作以及关闭等各种状态下,都能始终提供稳定的直流输入电压。电流型逆变器不是真正的电流源,每次逆变电路关机后重新开机,直流输入电流都必须重新建立直流输入电流的过程中,整个系统的工作不稳定,容易导致电路失控,并且从逆变器开启到直流输入电流稳定所需时间也较长。
车载逆变器功率选多大合适
车载逆变器功率选多大合适 往往生活当中会经常忽略一些小的问题，小的问题会给我们带来了很大的伤害，所以我们应该多加了解汽车安全用品小知识，只有掌握了这些我们才会更加安全的保护好自己，对我们自身也有安全多了一层保障. 首先要注意看规格，因为配套不同功率的电器设备需要用不同规格的逆变器，因此在选择时要先知道自己是多用在哪些电器上。不然买个40W规格的逆变器，却发现某个汽车电器用品需要100W的电源，启动都成问题了。此外购买车载逆变器，要确认逆变器的各种保护功能，因为汽车电源本身就是不稳定，逆变器没有提供保护功能的话，当电器产品接上逆变器，很容易就会使坏电器。 一般来说，车载逆变器根据输出电流的波形分为两种，一种是方波转换器，一种是正弦波转换器。因为方波逆变器供电不稳定，输出的交流电流质量较差，而且其负载能力差，仅为额定负载的 40-60%，有可能会损坏所使用的电器。所以samasora建议大家尽量选购纯正弦波逆变器或者修正正弦波逆变器。修正正弦波逆变器又叫作准正弦波车载逆变器，因其波形比较接近正弦波，可应用于手机、笔记本电脑、电视机、摄像机、CD机、各种充电器、车用冰箱、游戏机、影碟机等等。 需要注意的是，纯正弦波逆变器和修正正弦波逆变器的价格是不一样的，纯正弦波逆变器属于高端产品，修正正弦波逆变器属于中低端产品。而修正正弦波逆变器的效率高，噪音小，售价适中，因而
已经成为市场中的主流产品。最后在选购车载电源逆变器时，还要注意转换的效率问题。就像大多数的电子产品一样，车载逆变器是存在转换效率的，一般市场上常见的逆变器转换效率都在70%-80%之间。 这些就是我们为大家所了解一介绍的内容，大家一定要仔细去阅读，要想了解更多的车载逆变器会对汽车造成损害吗?我们可以关注，上面有很多车载逆变器的内容。
串联逆变器和并联逆变器的差别
串联逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。 1、串联逆变器的负载电路呈现低阻抗，要求电压源供电，直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。 并联逆变器的负载电路呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。但在逆变失败时，由于大电感的限流作用，冲击不大，较易保护。 2、串联逆变器输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压 并联逆变器输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是超前于电压。 两者都是工作在容性负载状态。 3、串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。 并联逆变器是恒流源供电，为避免滤波电抗产生大的感生电势，电流必须连续。必须保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，是先开通后关断。 4、串联逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。并联逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率。 5、串联逆变器的功率调节方式有二：改变直流电源电压或改变晶闸管的触发频率。 并联逆变器的功率调节方式，一般只能是改变直流电源电压。改变逆变引前角也能使功率增大，但所允许调节范围小。 (6)串联逆变器在换流时，晶闸管是自然关断的，关断时间短，损耗小。 并联逆变器在换流时，晶闸管是强迫关断的，关断时间较长。损耗较大。 相比之下，串联逆变器适合在高频感应加热装置中使用。 (7)串联逆变器的晶闸管所需承受的电压较低，用380V电网供电时，采用1200V的晶闸管就行，但负载电路的全部电流，包括有功和无功分量，都需流过晶闸管。逆变晶闸管丢失脉冲，只会使振荡停止，不会造成逆变颠覆。 并联逆变器的晶闸管所需承受的电压高，其值随功率因数角甲增大，而迅速增加。但负载本身构成振荡电流回路，只有有功电流流过逆变晶闸管，而且逆变晶闸管偶而丢失触发脉冲时，仍可维持振荡，工作较稳定。 (8)串联逆变器可以自激工作，也可以他激工作。他激工作时，只需改变逆变触发脉冲频率，即可调节输出功率；而并联逆变器一般只能工作在自激状态。 (9)在串联逆变器中，晶闸管的触发脉冲不对称，不会引入直流成分电流而影响正常运行；而在并联逆变器中，逆变晶闸管的触发脉冲不对称，则会引入直流成分电流而引起故障。 (10)串联逆变器起动容易，适用于频繁起动工作的场合；而并联逆变器需附加起动电路，起动较为困难。 (11)串联逆变器中的晶闸管由于承受矩形波电压，故晶闸管承受电压上升率较大较大，吸收电路起着关键作用，而对其电流上升率要求则较低。 在并联逆变器中，流过逆变晶闸管的电流是矩形波，因而要求大的电流上升率，而对电压上升率du／dt的要求则低一些。 (12)串联逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时，对输出功率的影响较小。如果采用同轴电缆或将来回线尽量靠近(扭绞在一起更好)敷设，则几乎没有影响。 而对并联逆变器来说，感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器)，否则功率输出和效率都会大幅度降低。
MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究
石家庄铁道大学毕业设计 MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究 2014届继续教育学院 专业机械设计制造及其自动化 学号 学生姓名 指导教师 欲得本设计全部说明书请联系QQ229780692 完成日期2013年11月2 日
题目MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究机械设计制造 专业 班级09级学生姓名 及其自动化 导师 承担指导任务单位 导师职称高级工程师 姓名 一、毕业设计内容 1、MOSFET的使用性能和驱动要求。 2、串联谐振逆变器的结构及工作状态分析。 3、控制电路的分析。 4、控制电路的设计及改进。 二、基本要求 1、条理清楚，原理正确，计算准确。 2、术语要求准确、规范。 3、元件参数选则得当，要有计算依据； 4、原理要难度适当，能够被大部分人接受； 三、进度计划： 2013年9月1日：进行毕业设计指导，组织学员选择设计题目。 2013年9月2日—9日：审定学员毕业设计大纲，发放毕业设计任务书。 2013年9月10日—16日：审查学员毕业设计开题报告，开始撰写毕业设计。 2013年9月17日—10月5日：学员组织材料，撰写初稿。 2013年10月6日—13日：审查初稿，指导学员修改论文。 2013年10月14日—19日：进行二次论文修改指导、定稿。 2013年10月20日—10月24日：审订论文格式，告知打印一式两份。 2013年10月25日—11月2日：最终定稿，告知准备论文答辩。 教研组主任签字时间 2013 年 9 月 2 日
毕业设计开题报告 题目MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究 专业机械设计制造 及其自动化 班级09级学生姓名 一、研究目的和意义 1、MOSFET的使用性能和驱动要求。 2、串联谐振逆变器的结构及工作状态分析。 3、控制电路的分析。 4、控制电路的设计及改进。 谐振逆变器是固态感应加热电源中最重要的组成部分，它通过负载谐振槽路来创造功率器件的零开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）条件，所以其开关损耗相对于脉宽调制（PWM）的硬开关模式要小得多，其开关频率可以得到更高的提升以满足被加热负载的需要。由于固态感应加热电源的晶闸管相控整流器的控制技术已经非常成熟，所以固态感应加热电源的控制目前主要集中在对其谐振逆变器的控制上[5]。因而对于控制电路的分析和研究也是非常具有理论意义和工程实用价值的。 二、研究的现状和内容 目前逆变锁相控制方法主要分为：定时控制和定角控制两种。对于电压型固态感应加热电源来说，功率器件的最佳开关时刻和功率器件吸收电容的大小、负载电压和电流的比值、死区时间等因素有关，并且它们之间的关系是非线性的。这种非线性的控制关系采用传统的模拟锁相电路是难以实现的，而需要采用数字化智能控制是逆变锁相控制的一种有效手段。 对于固态感应加热电源的功率调节方式来说，目前主要分为：整流器侧调功和逆变器侧调功两类。中小功率的固态感应加热电源一般采用逆变器侧调功以简化主电路，而对于中大功率的固态感应加热电源，主要采用整流器侧调功以使谐振逆变器获得最佳的工作性能[12]。 本文重点分析了其中的MOSFET串联谐振型逆变器控制电路的工作原理，对电压型谐振逆变器的换流过程及锁相控制原理进行了分析，并对一种能使开关损耗最小的零电压换流的谐振逆变器ZVS锁相控制方法进行了重点研究。 指导教师签字时间 2013 年 9月11日
串并联逆变器的区别(详细版)
https://www.360docs.net/doc/ed8343406.html, 串并联逆变器的区别（详细版）从负载谐振方法划分，可认为并联逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技能特色及其对比： 串联逆变器和并联逆变器的不一样，源于它们所用的振动电路不一样，前者是用L、R 和C串联，后者是L、R和C并联。 1.串联逆变器的负载电路对电源出现低阻抗，请求由电压源供电。因此，经整流和滤波的直流电源结尾，有必要并接大的滤波电容器。当逆变失利时，浪涌电流大，维护艰难。 并联逆变器的负载电路对电源出现高阻抗，请求由电流源供电，需在直流电源结尾串接大电抗器。但在逆变失利时，因为电流受大电抗约束，冲击不大，较易维护。 2.串联逆变器的输入电压稳定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零今后进行，因此电流老是超前电压一φ角。 并联逆变器的输入电流稳定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零曾经进行，负载电流也老是越前于电压一φ角。这就是说，两者都是作业在容性负载状况。 3.串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管一起导通，形成电源短路，换流时，有必要保证先关断，后注册。即应有一段时刻(t )使一切晶闸管（其它电力电子器材）都处于关断状况。此刻的杂散电感，即从直流端到器材的引线电感上发生的感生电势，可能使器材损坏，因此需求挑选适宜的器材的浪涌电压吸收电路。此外，蓄电池检测在晶闸管关断时期，为保证负载电流接连，使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响，有必要在晶闸管两头反并联敏捷二极管。并联逆变器是恒流源供电，为避免滤波电抗Ld上发生
https://www.360docs.net/doc/ed8343406.html, 大的感生电势，电流有必要接连。也就是说，有必要保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，是先注册后关断， 也即在换流时期(tγ)内一切晶闸管都处于导通状况。这时，尽管逆变桥臂直通，因为Ld 足够大，也不会形成直流电源短路，但换流时刻长，会使体系功率下降，因此需缩短tγ，即减小Lk值。 4.串联逆变器的作业频率有必要低于负载电路的固有振动频率，即应保证有适宜的t 时刻，不然会因逆变器上、下桥臂直通而致使换流的失利。 并联逆变器的作业频率有必要略高于负载电路的固有振动频率，以保证有适宜的反压时刻t ，不然会致使晶闸管间换流失利；但若高得太多，则在换流时晶闸管接受的反向电压会太高，这是不答应的。 5.串联逆变器的功率调理方法有二：改动直流电源电压Ud或改动晶闸管的触发频率，即改动负载功率因数cosφ。 并联逆变器的功率调理方法，一般只能是改动直流电源电压Ud。改动cosφ尽管也能使逆变输出电压添加和功率增大，但所答应调理规模小。 6.串联逆变器在换流时，晶闸管是天然关断的，关断前其电流已逐步减小到零，因此关断时刻短，损耗小。在换流时，关断的晶闸管受反压的时刻(t +tγ)较长。 并联逆变器在换流时，晶闸管是在全电流运转中被逼迫关断的，电流被逼降至零今后还需加一段反压时刻，因此关断时刻较长。相比之下，串联逆变器更适宜于在作业频率较高的感应加热装置中运用。
光伏并网逆变器选型细则
并网逆变器选型细则 并网逆变器是将太阳能直流电转换为可接入交流市电的设备，是太阳能光伏发电站不可缺少的重要组成部分。以下对光伏电站设计过程中并网逆变器及其选型做比较详细的介绍和分析。 1．并网逆变器在光伏电站中的作用 光伏发电系统根据其应用模式一般可分为独立发电系统、并网发电系统以及混合系统，而并网发电系统的基本特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。 1.1 并网光伏电站的基本结构 1.2 并网逆变器功作用和功能 并网逆变器是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合的综合体现，它是光伏并网发电系统中不可缺少的关键部分。并网逆变器的主要功能是： ◆最大功率跟踪 ◆DC-AC转换 ◆频率、相位追踪 ◆相关保护 2．并网逆变器分类 并网逆变器按其电路拓扑结构可以分为变压器型和无变压器型逆变器，其中变压器型又分为高频变压器型和低频变压器型。变压器型和无变压器型逆变器的
主要区别在于安全性和效率两个方面。以下对三种类型逆变器做简单介绍： ◆高频变压器型 采用DC-AC-DC-AC的电路结构，设计较为复杂，采用较多的功率开关器件，因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DC-AC-AC的电路结构，电路简单，采用普通工频变压器，具有较好的电气安全性，但效率较低。 ◆无变压器型 采用DC-AC的电路结构，无电气隔离，电压范围较窄，但是损耗小、效率高。 3．并网逆变器主要技术指标 a. 使用环境条件 逆变器正常使用条件：包括工作温度、工作湿度以及逆变器的冷却方式等相关指标。 b. 直流输入最大电流 c. 直流输入最大电压 d. 直流输入MPP电压范围 逆变器对太阳能电池部分进行最大功率追踪（MPPT）的电压范围，一般小于逆变器允许的最大直流输入电压，设计电池组件的输出电压应当在MPP电压范围之内。 e. 直流输入最大功率
IGBT串联谐振逆变器控制方法
IGBT串联谐振逆变器控制方法 1.串联谐振逆变器基本结构 串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示。它包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。其中开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。 2串联谐振逆变器的控制方法 2.1 调幅控制（PAM）方法 调幅控制方法是通过调节直流电压源输出（逆变器输入）电压Ud（可以用移相调压电路，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的。即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环（PLL）完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。 这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。 2．2 脉冲频率调制(PFM)方法 脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率，从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。 从串联谐振负载的阻抗特性 可知，串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率（f）的变化而变化。对于一个恒定的输出电压，当工作频率与负载谐振频率偏差越大时，输出阻抗就越高，因此输出功率就越小，反之亦然。 脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度也随之而改变，在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响，这在要求严格的应用场合中是不允许的。但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单，故在以下情况中可以考虑使用它： 1）如果负载对工作频率范围没有严格限制，这时频率必须跟踪，但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。 2）如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。 2．3脉冲密度调制（PDM）方法 脉冲密度调制方法就是通过控制脉冲密度，实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率。其控制原理如图2所示。 这种控制方法的基本思路是：假设总共有N个调功单位，在其中M个调功单位里逆变器向负载输出功率；而剩下的N－M个单位内逆变器停止工作，负载能量以自然振荡形式逐渐衰减。输出的脉冲密度为M/N，这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因此通过改变脉冲密度就可改变输出功率。 脉冲密度调制方法的主要优点是：输出频率基本不变，开关损耗相对较小，易于实现数字化控制，比较适合于开环工作场合。 脉冲密度调制方法的主要缺点是：逆变器输出功率的频率不完全等于负载的自然谐振频率，在需要功率闭环的场合中，工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频率，这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合，工作的稳定性不好。其另一个缺点就是功率调节特性不理想，呈有级调功方式。 2.4谐振脉冲宽度调制(PWM)方法 在图3中，谐振脉冲宽度调制是通过改变两对开关管的驱动信号之间的相位差来改变输出电压值以达到调节功率