控制的单相逆变电源系统设计LC滤波电路
基于PWM逆变器的LC滤波器
第 5期
俞杨威 ,等 : 基于 PWM 逆变器的 LC滤波器
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因此 ,滤波器设计目标包括 : ① 输出电压的谐波含量 小; ② 滤波参数和体积小 ; ③ 滤波器的阻频特性好 ; ④ 滤波系统消耗的功率小 。根据以上原则 , 即可 对滤波器的特性进行分析 。 LC 滤波器的传递函数为 :
U o ( s) = U i ( s) 1 s +
ω1 —基波角频率 ;ωm —m 次谐波角频率 ; Is — 式中 电感电流的基波有效值 ; ^ Im s —m 次电感电流的谐波
^ 有效值 ; U o —电容电压的基波有效值 ; U m 次电 mo —
容电压的谐波有效值 。 对于 PWM逆变器的输出电压而言 , 谐波分量相 对于基波来说非常小 , 因而式 ( 2 ) 可以简化为 : 2 2 ( 3) Q ≈ ω1 L Is +ω1 CU o ωL = LC 滤波器的截止角频率 :
参考文献 ( Reference) :
[1] 伍家驹 ,章义国 ,任吉林 ,等 . 单相 PWM 逆变器的滤波
3 设计实例
本研究针对单相 PWM 逆变电源进行了滤波器 参数设计 , 逆变器参数如下 :输出电压 U o = 240 V , 容量 6 kVA , 输出基波频率 f1 = 50 H z, 载波频率 fs = 20 kH z。 逆变器主电路拓扑 , 如图 1 所示 , 控制电 路用数字控制实现 。 综合考虑滤波器输出电压 THD、 系统的动态响 应以及体积 、 重量等因素 , 选取截止频率 fL = 0. 1 fs = 2 kHz,结合式 ( 11) , 选取 :L = 700 μH; C = 10 μF。 此时 , 滤波器传递函数为 :
1
LC ( 4)
lc滤波电路工作原理
LC滤波电路是一种常见的电子电路，用于消除信号中的噪音或者选择特定频率的信号。
它由一个电感（L）和一个电容（C）组成，具有较好的滤波效果。
在本文中，我将详细介绍LC滤波电路的工作原理。
LC滤波电路的工作原理基于电感和电容对不同频率信号的阻抗特性。
根据频率不同，电感和电容对信号的阻抗会呈现出不同的变化。
这种阻抗变化可以用来选择或者排除特定频率的信号。
首先，我们来看电感的特性。
电感是由线圈或者导线卷成的螺旋形结构，当电流通过时，会产生磁场。
根据法拉第电磁感应定律，电感与电流的变化率成正比。
换句话说，电感对频率较低的信号具有较低的阻抗，而对频率较高的信号则具有较高的阻抗。
接下来，我们来看电容的特性。
电容由两个导体板之间的绝缘材料隔开，当电压施加在电容上时，导体板上会积累电荷。
根据库仑定律，电容与电压的变化率成正比。
因此，电容对于频率较高的信号具有较低的阻抗，而对于频率较低的信号则具有较高的阻抗。
基于电感和电容的阻抗特性，我们可以构建LC滤波电路。
在一个简单的LC滤波电路中，电感和电容串联连接，形成一个带通滤波器。
当输入信号通过电感和电容时，会根据其频率选择性地通过或者被阻断。
当输入信号的频率较低时，电感的低阻抗会使得信号通过，并且电容的高阻抗不会对信号产生太大的影响。
因此，低频信号可以顺利通过LC滤波电路。
当输入信号的频率较高时，电感的高阻抗会阻止信号通过，并且电容的低阻抗会将信号短路到地。
因此，高频信号被LC滤波电路有效地滤除。
需要注意的是，LC滤波电路只能选择或者排除特定频率范围内的信号。
当频率超出这个范围时，LC滤波电路的效果会减弱。
为了提高滤波效果，可以将多个LC滤波电路串联或并联使用，形成更复杂的滤波器。
此外，LC滤波电路还可以用于消除信号中的噪音。
噪音通常是由于干扰源引入的高频信号。
通过选择适当的电感和电容数值，可以滤除噪音信号，使得输出信号更加清晰。
总结起来，LC滤波电路是一种基于电感和电容阻抗特性的滤波器。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用于将直流电转换成交流电的电路。
在没有任何主动元件的控制下，通过合适的电路设计可以实现直流到交流的转换。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算。
一、IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率开关元件，同时结合了MOSFET和BJT的优点，具有低开关损耗、高开关速度等特点。
单相桥式无源逆变电路是由四个IGBT和四个二极管组成的桥式整流电路，它可以将直流电源的电压转换成交流电，供给交流电动机等负载使用。
桥式无源逆变电路的工作原理是通过控制IGBT的导通和关断时间来生成脉冲调制信号，进而控制IGBT的输出电压波形。
通过合理的波形控制，可以实现直流到交流的转换。
二、IGBT单相桥式无源逆变电路的电路组成1.IGBT模块：IGBT模块由四个IGBT和四个二极管组成，承担了整流和逆变的功能。
2.LC滤波网络：LC滤波网络由电感器和电容器组成，用于平滑逆变后的脉冲信号，使其更接近于纯正弦波。
3.电源：电源为IGBT单相桥式无源逆变电路提供直流信号，可以采用整流桥或直流电源等形式。
4.纯电阻负载：纯电阻负载是指无感性和无容性的负载，用于测试和验证逆变电路的输出波形。
三、IGBT单相桥式无源逆变电路参数的计算1.IGBT参数的计算：IGBT的参数包括额定电压、额定电流、功率损耗等。
根据所需的载波频率、输入电压和输出功率等参数进行计算。
2.LC滤波网络参数的计算：根据所需的输出频率和负载电流等参数，计算出电感器和电容器的数值。
3.电源参数的计算：根据所需的输入电压、输出功率和效率等参数，选择合适的电源。
四、总结IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电路，用于将直流电转换成交流电供给负载使用。
本文介绍了该电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算方法。
基于stm32单片机的单相有源逆变电路的设计
基于stm32单片机的单相有源逆变电路的设计
基于STM32单片机的单相有源逆变电路的设计可以分为以下
几个步骤：
1. 选择逆变拓扑结构：根据需求选择合适的逆变拓扑结构，常见的有全桥逆变、半桥逆变等。
在选择时要考虑电路的效率、功率损耗、成本等因素。
2. 选择电源电压：确定输入电压范围，根据电源电压的不同，选择合适的电源处理电路，如滤波电路、电压稳压电路等。
3. 设计控制电路：使用STM32单片机作为控制器，设计相应
的控制电路。
该电路主要用于监测输入电压、输出电流、温度等参数，并实现对逆变桥开关管的控制，从而控制输出电压和输出频率。
4. 选择DC/AC逆变器模块：根据需要选择合适的逆变器模块，该模块通常由IGBT、二极管等组成，用于将直流电转换为交
流电。
5. 完善保护电路：设计逆变电路时，还需要考虑电路的过流、过压、过温等保护措施，以保证电路的安全可靠运行。
6. PCB设计和布局：将电路进行PCB设计和布局，使得电路
结构紧凑、布局合理，可控制电磁干扰。
7. 软件编程：使用STM32单片机的软件开发工具进行编程，
实现控制电路的功能和保护措施。
8. 调试和测试：对设计的逆变电路进行调试和测试，验证电路的性能和功能是否符合设计要求。
以上是基于STM32单片机的单相有源逆变电路的一个基本设计流程，具体的设计还需要根据实际需求进行调整和优化。
单相逆变电路工作原理
单相逆变电路工作原理单相逆变电路是一种可以将直流电转换为交流电的电路。
其工作原理主要是通过控制开关器件的通断状态，使得直流输入得以转换为交流输出。
下面将详细介绍单相逆变电路的工作原理。
一、单相逆变电路的基本结构单相逆变电路通常由整流桥、滤波电路和逆变桥组成。
整流桥用于将交流输入转换为直流输出，然后经过滤波电路进行滤波处理，最终输入到逆变桥中进行逆变处理，将直流电转换为交流电输出。
逆变桥由交叉连接的晶闸管或MOSFET器件组成，通过控制这些开关器件的通断状态，可以实现交流输出的频率和幅值调节，从而实现对输出电压的控制。
二、单相逆变电路的工作原理1. 整流桥工作原理当交流电源输入时，整流桥中的晶闸管或二极管将正负半周的交流电转换为相同方向的直流电。
在正半周时，D1和D2导通，而D3和D4截止；在负半周时，D3和D4导通，而D1和D2截止。
这样就可以得到一个相对稳定的直流电输出。
2. 滤波电路工作原理滤波电路主要由电容器和电感器构成，其作用是将整流输出中的脉动电流进行平滑处理，以得到更稳定的直流电输出。
电容器可以对电流进行储存和释放，从而减小输出波动；电感器则可以对电流进行滞后作用，进一步平滑输出。
3. 逆变桥工作原理逆变桥由晶闸管或MOSFET器件构成，这些开关器件可以通过控制电压信号的施加来实现其通断状态的控制。
通过逆变桥可以实现对输出电压幅值和频率的调节，进而得到不同频率和幅值的交流电输出。
当逆变桥中的晶闸管或MOSFET导通时，相应的输出端就会出现相反的电压，从而实现了电流的反向流动，进而实现了直流到交流的转换。
三、单相逆变电路的应用单相逆变电路广泛应用于各种场合，如UPS电源、太阳能逆变器、变频空调等。
UPS电源主要用于对电力电子的变流和逆变功能，以实现电网与电池之间的双向转换，确保电力系统的稳定可靠；太阳能逆变器则主要用于将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，从而供给家庭或工业用电；而变频空调则利用逆变技术实现对电机速度的调节，从而实现对空调压缩机的能耗控制。
SPWM逆变电源LC滤波器的研究与设计
以得 到 比较标 准 的 正 弦波 形 输 出 。Ｓ Ｐ ＷＭ 逆 变 器 输 出滤 波 ห้องสมุดไป่ตู้
多采用 Ｌ Ｃ低 通 滤 波 器 ，设 计 Ｌ Ｃ滤 波 器 时 ．首 先 要 确 定 Ｌ Ｃ 滤波器的截止频率 ， 滤 除 逆 变 器 输 出 电 压 中高 于 截 止 频 率 的 大 多 数低 次谐 波 ：其 次 考虑 负 载 在 Ｌ Ｃ滤 波 器通 带 内 对输 出 的 衰 耗 以及 谐 波 在 基 波 中 的含 量 ． 以确 定 适 合 于 所 设 定 截 止 频率 的负载 ； 最 后 考 虑 负 载 与 滤 波 器 输 出功 率 的关 系 ， 使 滤
目前 逆变 技 术 主要 采 用 Ｓ Ｐ ＷＭ 控 制 方 式 ． 由于 Ｓ Ｐ ＷＭ 调 制 会 在 逆 变 器 的输 出 电压 中 产 生 较 多 和 载 波 有 关 的 谐 波 分 量 ，所 以必 须 在 逆 变 器 的输 出侧 加 低 通 滤 波器 来 滤 除 谐 波 ，
波分量 ， 这 些 谐 波 分 量 的频 率 和 幅 值 影 响 着 Ｓ Ｐ ＷＭ 逆 变 电 路 的输 出 ， 所 以要分 析计算各 次谐波含量 ， 并 设 计 滤 波 器 对 谐
张立广 。刘 正 中
（ 西ｔ ＿ ｒ － 业 大学 电子 信 息 工程 学 院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ３ ２ ） 摘 要 ：为 了使 基 于 Ｓ Ｐ ＷＭ 的 逆 变 器输 出较 好 的 正 弦 波 形 ， 针对 Ｓ Ｐ ＷＭ 逆 变 器的 谐 波 特 点 ， 采用单级 Ｌ Ｃ低 通 交 流 输 出滤 波 网络 。 为 使 滤 波 器 传 送 较 多 的有 功功 率 ， 而返 回 逆 变 器 的无 功 功 率较 少 ， 同 时将 特 定 次谐 波含 量 控 制 在 设 定 的
基于LCL滤波的单相并网逆变器的设计
基于LCL滤波的单相并网逆变器的设计张朝霞;文传博【摘要】并网逆变器作为发电系统和电网连接的核心装置,直接影响整个并网发电系统的性能,已成为国内外研究的热点.以单相全桥逆变器为研究对象,为更好地减小入网电流的总谐波失真,采用LCL型滤波器,具有更好的高频谐波抑制能力.控制策略使用双电流闭环控制,推导了控制方程,内环控制LCL滤波器中的电容电流,外环控制滤波后的电网侧电流,此控制方法使系统的稳定性和动态性能都得到了很好改善.设计了各元件的取值规则,建立了系统仿真模型,通过Matlab/Simulink仿真,证明了建立的单相并网逆变器可成功实现并网运行.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2019(022)002【总页数】6页(P83-88)【关键词】并网逆变器;滤波器;谐波抑制;双电流环控制【作者】张朝霞;文传博【作者单位】上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TM464光伏发电和风力发电等新能源并网是能源可持续发展战略的重要问题。
许多国家都积极研发光伏发电、风力发电等新能源并网发电系统[1-4]。
目前，常用的新能源回馈电网的方案为：先把新能源转化成电能；再把电能调节成满足全桥逆变器所需的直流电压；最后由全桥逆变器将新能源回馈到交流电网。
在整个并网系统中，最核心的环节是逆变器，使用正弦脉宽调制逆变技术(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM)。
这种方案采用了较多模拟环节，且其控制方法也比较落后，就使得并网逆变装置的并网效果不那么理想，使其应用受到限制。
针对并网逆变器技术的探索越来越多，面对以往控制技术的不足，人们提出了很多研究方向。
文献[5]将高速的数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)应用到并网逆变器的控制之中，使用数字控制与模拟控制结合实现理想的控制效果；文献[6]根据各系统情况的不同，采用不同的逆变器拓扑结构，如单相、三相、隔离等，且各结构之间可以进行组合，形成各种不同的形式，来满足更多的需求。
单相并网逆变器总体设计
机械电气工程学院本科毕业设计(文)题目：院（系）：专业：学号：姓名：指导教师：完成日期：石河子大学毕业设计（论文）任务书学院：科技学院系级教学单位：电气工程及其自动化学号2007185326学生姓名白喆杨专业班级电气07题目题目名称电力负荷预测模型与算法研究题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（√ ）；计算机软件型（）；综合型（）。
2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。
题目类型 1.毕业设计（√ ） 2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√ ）主要内容1、逆变电源并网工作的研究2、滤波器在电路中的作用3、并网控制方法的研究4、采用LCL滤波器的并网过程仿真研究基本要求1.掌握并网工作的基本原理；2.给出电路设计的具体方案；3.学习matlab仿真软件；4. 绘制A0图纸一张，论文一本。
参考资料1、电力电子技术电工技术学报等期刊杂志2、三相电压型整流器的LCL滤波器分析与设计电力电子3、新能源并网发电的控制研究电力系统保护与控制4、DC-DC逆变技术及其应用陈道炼机械工业出版社周次1～3周4～8周9～10周11～14周15～18周应完成的内容查阅相关的中文资料，熟悉控制方法的工作原理，翻译一篇英文资料主电路的确定，参数设计控制方案的确定，控制电路的设计系统仿真研究撰写论文，答辩指导教师：鲁敏职称：讲师2011年3月5日系级教学单位审批：年月日摘要随着“绿色环保”概念的提出，以解决电力紧张，环境污染等问题为目的的新能源利用方案得到了迅速的推广，这使得研究可再生能源回馈电网技术具有了十分重要的现实意义。
如何可靠地、高质量地向电网输送功率是一个重要的问题，因此在可再生能源并网发电系统中起电能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。
本文以全桥逆变器为对象，详细论述了基于双电流环控制的逆变器并网系统的工作原理，推导了控制方程。
内环通过控制LCL滤波中的电容电流，外环控制滤波后的网侧电流。
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控制的单相逆变电源系统设计LC滤波电路单相逆变电源系统是将交流电源转换为直流电源的一种电源系统，具
有较高的效率和可靠性。
在单相逆变电源系统中，为了减小输出波形的谐
波含量，需要设计合适的LC滤波电路。
LC滤波电路是一种常用的低通滤波电路，由电感L和电容C构成。
其作用是通过电感的电流和电容的电压变化来实现对谐波频率的抑制。
具
体而言，当系统中产生谐波电流时，电感和电容组成的滤波电路会使谐波
电流通过短路回路，从而减小谐波影响。
在设计LC滤波电路时，需要考虑以下几个关键因素：
1.谐波频率：根据谐波的频率确定电感和电容的参数。
一般而言，电
感的电阻性能对低频谐波的抑制起重要作用，而电容则对高频谐波的抑制
效果更好。
根据工程经验，可以选择合适的电感和电容数值。
2.载流能力：根据单相逆变电源系统的负载特性和负载的谐波含量，
选择合适的电感和电容，确保其能够承受系统的最大载流能力。
3.设计电路拓扑结构：根据系统的设计需求和成本限制，选择合适的
电路拓扑结构。
常见的拓扑结构有L型滤波电路、CL型滤波电路等。
除了以上几个关键因素之外，还需要考虑以下几个设计原则：
1.电感和电容的选择：电感的电流回路阻抗选择较小，能够有效抑制
低频谐波；电容的导纳选择较大，能够有效抑制高频谐波。
根据这一原则，选择合适的电感和电容数值。
2.系统的稳定性：LC滤波电路需要确保在整个工作范围内具有稳定的电流和电压特性。
因此，需要进行系统稳定性分析，以保证滤波电路的有效工作。
3.滤波电路的损耗：滤波电路会引入一定的损耗，特别是电感会引入一定的电阻损耗。
因此，在设计中需要合理选择电感和电容的参数，以控制滤波电路的损耗。
4.温度和环境适应性：滤波电路必须适应工作环境的变化，特别是温度的变化。
因此，在选择电感和电容时，需要考虑其温度特性和环境适应性。
总结起来，设计LC滤波电路需要考虑谐波频率、载流能力、电路拓扑结构等关键因素，并且需要遵循电感和电容的选择原则，保证系统的稳定性和滤波电路的损耗控制。
只有在满足这些要求的前提下，才能设计出高效、可靠的单相逆变电源系统。