直流交流变换电路
第2章 AC-DC变换电路
iD 、 vD 分别为整流输出电流与电压。
电源电压为正半周时，二极管 D1 承受正 向电压导通。若忽略 1V 左右的导通压降， vD vS i，如左图第一段所示。对 则 ； D iS 于纯电阻性负载，负载电流与电压波形 一致，只相差一个比例系数。 电源电压为负半周时，二极管 D1 受反压 截止，阻断电路， vD 0 。对于电阻性负 载，负载电流也为零，如左图第二段所 示；对于电感性负载，负载电流可通过 二极管D0续流。
2 6 6
3
3 6
VS 2.34VS
优点： 输出电压最高可达到线电压的幅值 输出电压的脉动频率为 6 f（脉波数 m=6），易于进行滤波 S 交流电源电流 iS 中不含直流分量
三相桥式不控整流电路在中、大功率整流中得到了广泛的应用。 Power Electronics
2.2.6 不控整流电路输出电压的谐波分析
Power Electronics
2.2.3 单相桥式不控整流电路
二极管D1、D2串联构成一个桥臂，D3、D4 串联构成另一个桥臂。
D1、D3构成共阴极，连接负载的一端；D2、 D4构成共阳极，连接负载的另一端。
vS为正半周，D1、D4承受 当 0 t 时， 正 压 导 通 。 整 流 电 压 vD vS ， 负 载 电 流 iD iD1 iD ， D2、D3不导通， ， 4 iS vD2 vD3 vS 其承受反压为 ，如左图第一段所 iD 2 iD3 0 示。
v A 2VS sin t 2 vB 2VS sin(t ) 3 4 v 2 V sin( t ) C S 3
如何直流电(DC)变交流电(AC
查看文章如何直流电(DC)变交流电(AC)?---逆变器-有电路图（最下）2010-01-16 16:31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、15脚其中14脚输出5V基准电压，使13脚有5V高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。
直流电路与交流电路的区别
直流电路与交流电路的区别直流电路（Direct Current Circuit）是电流方向保持不变的电路系统，而交流电路（Alternating Current Circuit）是电流方向周期性变化的电路系统。
这两种电路在许多方面不同，包括电流特性、电压周期性、用途和设备等。
首先，直流电路的电流方向始终不变。
在直流电路中，电荷传输方向是一致的，电流始终在同一方向流动。
这种特性使得直流电路在一些需要稳定电流方向的应用中非常有用，例如电池供电的设备。
相比之下，交流电路的电流方向会周期性变化。
在交流电路中，电流的方向会随着时间的推移而改变。
这是由于交流电源（如发电厂）产生的电压具有周期性，通常以正弦波形式呈现。
交流电的特性使得其能够在远距离传输电能，并且在电网供电系统中广泛应用。
其次，直流电路的电压稳定。
直流电源提供的电压通常恒定，不随时间变化。
这使得直流电路可以在需要稳定电压的应用中使用，例如电子设备的直流供电。
与之相反，交流电路的电压周期性变化。
交流电源产生的电压随时间呈周期性变化的正弦波形式。
这种周期性变化使得交流电可以经过变压器进行电压变换，并用于各种不同电压需求的设备。
除了电流和电压特性的差异外，直流电路和交流电路还在用途和设备方面有所不同。
直流电路主要用于需要稳定电流和电压的应用，例如电池供电的电子设备、充电器和电动机等。
交流电路则广泛用于电网供电系统、家用电器和工业设备等。
在设计和使用电路时，需要根据具体需求选择使用直流电路还是交流电路。
一些设备可能需要直流电源提供稳定的电源，而另一些设备则需要交流电压以适应电网供电系统。
总的来说，直流电路和交流电路在电流方向、电压周期性、用途和设备等方面存在明显差异。
了解这些差异有助于我们更好地理解和应用电路技术，并根据需求进行选择和设计适当的电路系统。
电子电子技术第4章 DC-AC变换电路
控制方式：开关器件T1和T2在一个输出电压基波周期 T0内互补地施加触发驱动信号，且两管驱动信号时间 都相等
当T1导通T2关断时 ，当T2导通T1关断时 ，所以电压波形为占空 比为50％的方波。改变T1和T2的驱动信号的频率，即可以改变 输出电压的频率，输出电压的基波频率
输出电压：
开T20 关t 管T0 时T2、，T开3，关当管负T载2、电T3被流触由发a流，向当b负时载，电电流流由经过b流D2向、aD时 3续，流电流流经
瞬时负载电流 ：
iL
n 1,3,5...
4VD n Zn
sin
(nt
n )
– 其中n次谐波阻抗 Zn R2 (nL)2
且直流侧需要两个电容器串联，工作时还要控制两个电容 器电压的平衡 半桥电路常用于几kw以下的小功率逆变电源
2.电压型单相全桥式逆变电路
电路特点：全桥电路可看作由两个半桥电路组成，有四个桥臂， 包括四个可控开关器件及反并联二极管，在直流母线上通常还 并联有滤波电容。
控制方式：T1和T4同时开通和关断，T2和T3同时开通和关断（存
b) 电流型逆变器：在直流测串联有大电感，可以抑制输出直流电
流纹波，使得直流测可以近似看作一个理想电流源。
按交流输出类型分类：
a) 当变换装置交流侧接在电网上，把直流电逆变成同频率的 交流电回馈到电网上去，称为有源逆变。
b) 当变换装置交流侧和负载连接时，将由变换装置直接给电 机等负载提供频率可变的交流电，这种工作模式被称为无 源逆变。
b) 负载换流：由负载提供换流电压称为负载换流，通常采用 的是负载谐振换流。
c) 强迫换流：通过附加的换流装置，给欲关断的器件强迫施 加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流。
第五章直流交流(DCAC)变换.
第五章直流一交流（DC—AC变换5.1 逆变电路概述5.1.1 晶闸管逆变电路的换流问题DC—AC变换原理可用图5-1所示单相逆变电路来说明，其中晶闸管元件VT1、VT4，VT2、VT3成对导通。
当VT、VT4导通时，直流电源E通过VT1、VE向负载送出电流，形成输出电压％左（+）、右（-），如图5-1 （a）所示。
当VT2、VT3导通时，设法将VT1、VT4关断，实现负载电流从VT1、VT4向VT a、VT3的转移，即换流。
换流完成后，由VT a、VT3向负载输出电流，形成左（-）、右（+）的输出电压％，如图5-1 （b）所示。
这两对晶闸管轮流切换导通，则负载上便可得到交流电压呦，如图5-1（c）波形所示。
控制两对晶闸管的切换导通频率就可调节输出交流频率，改变直流电压E的大小就可调节输出电压幅值。
输出电流的波形、相位则决定于交流负载的性质。
f；图5-1 DC —AC变换原理要使逆变电路稳定工作，必须解决导通晶闸管的关断问题，器件，在承受正向电压条件下只要门极施加正向触发脉冲即可导通。
作用，只有使阳极电流衰减至维持电流以下才能关断。
常用的晶闸管换流方法有：（1）电网换流（2）负载谐振式换流（3）强迫换流即换流问题。
晶闸管为半控但导通后门极失去控制5.1.2 逆变电路的类型逆变器的交流负载中包含有电感、电容等无源元件，它们与外电路间必然有能量的交换，这就是无功。
由于逆变器的直流输入与交流输出间有无功功率的流动，所以必须在直流输入端设置储能元件来缓冲无功的需求。
在交一直一交变频电路中，直流环节的储能元件往往被当作滤波元件来看待，但它更有向交流负载提供无功功率的重要作用。
根据直流输入储能元件类型的不同，逆变电路可分为两种类型：1.电压源型逆变器电压源型逆变器是采用电容作储能元件，图电压源型逆变器有如下特点：1）直流输入侧并联大电容C用作无功功率缓冲环节（滤波环节），构成逆变器低阻抗的电源内阻特性（电压源特性），即输出电压确定，其波形接近矩形，电流波形与负载有关，接近正弦。
如何直流电(DC)变交流电(AC知识分享
查看文章如何直流电(DC)变交流电(AC)?---逆变器-有电路图（最下）2010-01-16 16:31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、15脚其中14脚输出5V基准电压，使13脚有5V高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。
直流-交流变换电路
di/dt
图5-12
器件1、4和器件2、3以1000~2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流 电
37
1、单相电流型逆变电路
Ld
A
Id VT1 LT1 io LT2
VT2
C uo RL
VT3
LT3 图5-3-2 单相桥式电流型（并
LT4
联谐振式）逆变电路
VT4
B
采用负载换流方式，要求负载电流略超前于负载电压
24
三相电压型逆变电路
+
V1
V3
V5
U d
2
VD1 VD3 VD5
N' U V
N
U d
2
W VD4 VD6 VD2
- V4
V6
V2
➢➢负U相载，各1相通到，电uU图源N'=5中-U9点d/2N，‘的4通电，压：
uUN'=-Ud/2
图5-2-4 电压型三相桥式 逆变电路的工作波形
25
三相电压型逆变电路
第五章 直流-交流变换电路
第一节 概述 第二节 电压型逆变电路 第三节 电流型逆变电路 第四节 脉宽调制型（PWM）逆变电路 本章小结
1
第一节 概述
逆变概念：
逆变——与整流相对应，直流电变成交流电
交变流频侧电接路电：网 交交，变为频有和源交逆直变交变频两种 交交流直侧交接变负频载由，交为直无变源换逆和变直交变换两部分组成，后一部分就 本章是讲逆述变无源逆变
33
逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧大电容滤波 是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源型逆
变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
交直流转换电路的工作原理
交直流转换电路的工作原理
交直流转换电路的工作原理主要是通过各种电子元件的配合，将输入的交流电转换成输出的直流电或者将输入的直流电转换成输出的交流电。
交直流转换电路通常包含以下几个基本元件：
1. 变压器：通过变换输入电压的大小和脉冲频率，将输入的交流电转换成期望的输出电压。
2. 整流器：将输入的交流电转换成脉冲形式的直流电。
3. 滤波器：对脉冲形式的直流电进行滤波，平滑输出电流。
4. 逆变器：将输入的直流电转换成输出的交流电。
具体工作原理如下：
1. 变压器将输入的交流电压变换成适合的电压大小，然后通过整流器将交流电转换为脉冲形式的直流电。
整流器通常采用二极管等元件来实现。
2. 脉冲形式的直流电通过滤波器，去除其中的脉冲波动，使输出电流更加平滑。
3. 如果需要将直流电转换成交流电，逆变器模块将输入的直流电进行逆变，通过调整输出电压的频率、幅度和相位等参数，将直流电转换为期望的交流电输出。
4. 如果需要将交流电转换成直流电，则经过整流器和滤波器后，将交流电转换为平滑的直流电输出。
交直流转换电路可以应用于各种场合，例如电源适配器、不间断电源、直流电机驱动器等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.2.3 有源逆变的应用
一、应用之一 ——晶闸管串级调速 串级调速的原理：转子电流表达式
I2
sE20Ef R22 sX20 2
工程上为实现方便，次同步串级调速系统是用不可控整流器 将转子电动势sE20整流为直流电动势，并与转子整流回路中 串入的直流附加电动势进行合成，通过改变逆变角的大小， 实现低同步转速的电动运行。采用直流附加电动势的原因是： 由于工程上获取与转子感应电势sE20反相位同频率且频率随 转子频率变化的交流变频电源Ef比较困难，所以在次同步串 级调速系统中采用整流器将转子电动势sE20整流为直流电动 势，再与转子回路中串入的直流附加电动势进行比较。而可 调直流附加电动势在工程上比较容易实现。
u
LB VT1
v
iVT1 LB VT2
w iVT2 LB VT3
iVT3
0
ud
L
id -
ud
M EM +
0
P
t
id iVT2
iVT3
iVT1
iVT2
iVT3
t
交流侧电抗对逆变换相过程的影响
2、最小逆变角β确定的方法
最小逆变角β的大小要考虑以下因素： （1）换相重叠角γ。此值与电路形式、工作电流大小、触发
逆变状态时的控制角称为逆变角β，规定以α=π处作为计量
β角的起点，大小由计量起点向左计算。满足如下关系：
4.2.2 逆变失败与最小逆变角的限制
1、逆变失败
可控整流电路运行在逆变状态时，一旦发生换相失败，电 路又重新工作在整流状态，外接的直流电源就会通过晶闸 管电路形成短路，使变流器的输出平均电压Ud和直流电 动势E变成顺向串联，由于变流电路的内阻很小，将出现 很大的短路电流流过晶闸管和负载，这种情况称为逆变失 败，或称为逆变颠覆。
4.2 有源逆变电路
4.2.1 单相双半波有源逆变电路
ห้องสมุดไป่ตู้ 1、电路结构
VT1 u2 u2
VT2
+L ud 电能
-
id
+R E M
-
VT1 u2 u2
VT2
-L
ud 电能
+
id
-R
E M
+
u2
u2
0
t
0
ug ug
0
t
0
ud
Ud
ud
E
0
0
t
t
t
t
U E
d
2、工作原理 1）整流状态（0≤α﹤90°）
当α等于零时，输出电压瞬时值ud在整个周期内全部为正； 当90°>α>0时，ud在整个周期内有正有负，但正面积总是 大于负面积，故平均值Ud为正值，其极性是上正下负，如 上图a。通常Ud略大于E，此时电流Id从Ud的正端流出，从 E的正端流进。电机M吸收电能，作电动运行，电路把从 交流电网吸收的电能转变成直流电能输送给电动机，电路 工作在整流状态，电机M工作在电动状态。
造成逆变失败的原因：
（1）触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸 管分配触发脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等。
（2）晶闸管发生故障。器件失去阻断能力，或器件不能 导通。
（3）交流电源异常。在逆变工作时，电源发生缺相或突 然消失而造成逆变失败。
（4）换相裕量角不足，引起换相失败。应考虑变压器漏 抗引起的换相重叠角、晶闸管关断时间等因素的影响。
晶闸管串级调速系统的基本构成如下图所示。系统中，直流 附加电动势是由晶闸管有源逆变器UI产生的，改变逆变角就 改变了逆变电势，相当于改变了直流附加电动势，即可实现 串级调速。
~
M 3~
UR
~sE20
Id
+
+
E2
Eβ
- Ld -
图4-4
~ UI
~ E2T
二、应用之二——两组晶闸管反并联时电动机 的可逆运行
θ′为10度左右。
综上所述，最小逆变角为：
m in' 300 ~ 305
为了可靠防止β进入βmin区内，在要求较高的场合，可
在触发电路中加一套保护线路，使β在减小时不能进入
βmin区内，或在βmin处设置产生附加安全脉冲的装置，
万一当工作脉冲进入βmin区内时，由安全脉冲在βmin处
触发晶闸管，防止逆变失败。
角大小有关。即
coscos()
IdXB
2U2sinm
根据α= π-β，设 β=γ，则 ：
cos1 IdXB
2U2sinm
（2）晶闸管关断时间 tq 所对应的电角度δ。折算后的电角度 约4度～5度；
（3）安全裕量角θ′。考虑到脉冲调整时不对称、电网波动、 畸变与温度等影响，还必须留一个安全裕量角，一般取
要使整流电路工作在逆变状态，必须满足两个条件： 1）变流器的输出Ud能够改变极性（内部条件）。由于晶闸
管的单向导电性，电流Id不能改变方向，为实现有源逆变， 必须改变Ud的极性。即让变流器的控制角α＞90°即可。 2）须有外接的提供直流电能的电源E。E也要能改变极性， 且有 E Ud （外部条件）。 3、逆变角β
2）逆变状态（90°﹤α≤180°）
逆变是将电机吸收的直流电能转变成交流反馈回电网。
由于晶闸管的单向导电性，负载电流Id不能改变方向，只有 将E反向，即电机作发电运行才能回馈电能；为避免Ud与E 顺接，此时将Ud的极性也反过来，如上图b示。要使Ud反 向，α应该大于90°。
当α在90°﹤α≤180°间变动时，输出电压瞬时值ud在整个 周期内有正有负，但负面积大于正面积，故平均值Ud为负 值，见上图b所示。此时E略大于Ud，电流Id的流向是从E 的正端流出，从Ud的正端流入，逆变电路吸收从电机反送 来的直流电能，并将其转变成交流电能反馈回电网，这就 是该电路的有源逆变状态。
直流交流变换电路
4.1 逆变的概念
逆变电路是把直流电逆变成交流电的电路。按照负载 性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。当可控 整流电路工作在逆变状态时，如果把该电路的交流侧 接到交流电源上，把直流电逆变成与交流电源同频率 的交流电返送到电网上去，则称作有源逆变。如果可 控整流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到无源 负载，则称为无源逆变或变频。
下图为两组晶闸管反并联电路的框图。设P为正组，N为反 组，电路有四种工作状态。
I d1 P
+ U dα
-
+
ME
-
Id
I d2
N
P
+ U dβ
-
+ U dα
-
Id +
ME
-
N
+ U dβ
-
4-5
（1）正组整流
上左图为正组整流工作状态。设P在控制角α作用下输出整 流电压Udα，加于电动机M使其正转。当P组处于整流工作 状态时，反组N不能也工作在整流状态，否则会使电流Id1 不经过负载M，而只在两组晶闸管之间流通，这种电流称 为环流，环流实质上是两组晶闸管电源之间的短路电流。