详细逆变电路
单相全桥电压型逆变电路
单相全桥电压型逆变电路单相全桥电压型逆变电路是一种常用的电力电子变换器，它能将直流电源转换为交流电源，广泛应用于各种电力供应系统和电力调节系统中。
本文将对单相全桥电压型逆变电路的工作原理、优缺点以及应用领域进行详细介绍。
一、工作原理单相全桥电压型逆变电路由四个开关管和相应的控制电路组成。
开关管分别为Q1、Q2、Q3和Q4，通过适当的控制，可以实现对开关管的导通和关断。
在工作过程中，当Q1和Q4导通，Q2和Q3关断时，直流电源的正极连接到电路的A相，负极连接到电路的B 相，此时输出的是正半周的交流电压。
当Q1和Q4关断，Q2和Q3导通时，正负极的连接情况反转，输出的是负半周的交流电压。
通过不断交替导通和关断，可以在输出端获得一段完整的交流电压波形。
二、优缺点单相全桥电压型逆变电路具有以下优点：1. 输出电压稳定：由于采用全桥结构，能够有效地消除直流电源的波动和噪声，输出电压稳定可靠。
2. 输出功率大：全桥结构能够充分利用电源能量，输出功率相对较大。
3. 输出电压可调：通过控制开关管的导通和关断时间，可以实现对输出电压的调节，满足不同需求。
4. 抗干扰能力强：逆变电路可有效抑制外界干扰信号，提高系统的抗干扰能力。
然而，单相全桥电压型逆变电路也存在一些缺点：1. 成本较高：由于需要四个开关管，控制电路和保护电路等，相对于其他逆变电路而言，成本较高。
2. 效率较低：由于开关管的导通和关断需要一定的时间，逆变过程中会产生一定的开关损耗，导致转换效率有所降低。
三、应用领域单相全桥电压型逆变电路具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 电力供应系统：逆变电路可以将直流电源转换为交流电源，用于电力供应系统中的电压和频率调节，满足不同负载的需求。
2. 电动机控制：逆变电路可将直流电源转换为交流电源，用于电动机的控制和驱动，实现电机的速度调节和方向控制等功能。
3. 新能源应用：逆变电路可以将太阳能、风能等新能源转换为交流电源，供应给家庭、工厂等用电设备。
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线（中性线）电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制，容量一般都在100kV A以下，大容量的逆变电路大多采用三相形式。
三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。
1.三相电压型逆变器。
电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供，其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值，而电流波形取决于实际的负载阻抗。
三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。
该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。
图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。
图6-15 三相电压型逆变器电路原理图图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1～VT6在控制电路的作用下，控制信号为三相互差1200的脉冲信号时，可以控制每个功率开关器件导通180度或120度，相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断，VT1～VT6以60度的电位差依次开通和关断，在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。
控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等，其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输出正弦波波形。
普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示，与普通方波信号相比，被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号，即普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
方波调制波形图6-16 方波与被调制方波波形示意图2.三相电流型逆变器。
电流型逆变器的直流输入电源是一个恒定的直流电流源，需要调制的是电流，若一个矩形电流注入负载，电压波形则是在负载阻抗的作用下生成的。
在电流型逆变器中，有两种不同的方法控制基波电流的幅值，一种方法是直流电流源的幅值变化法，这种万法使得交流电输出侧的电流控制比较简单；另一种方法是用脉宽调制来控制基波电流。
电力电子整流逆变电路讲解
4.1 换流方式 4.2 电压型逆变电路 4.3 电流型逆变电路 4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路 本章小结
引言
■逆变的概念 ◆与整流相对应，直流电变成交流电。 ◆交流侧接电网，为有源逆变。 ◆交流侧接负载，为无源逆变，本章主要讲述无源逆变。 ■逆变与变频 ◆变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 ◆交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组 成，后一部分就是逆变。 ■逆变电路的主要应用 ◆各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 ◆交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
e) f)
O O
2 U 3
d
t
U d 3
uNN'
t
1 (uUN' uVN' uWN' ) 3
(4-7)
iU g) i h) O
d
t
O
t
图4-10 电压型三相桥式逆变电路的工作波形
◆负载参数已知时，可以由uUN的波形 求出U相电流iU的波形，图4-10g给出的 是阻感负载下 / 3时iU的波形。 ◆把桥臂1、3、5的电流加起来，就可 得到直流侧电流id的波形，如图4-10h所 示，可以看出id每隔60°脉动一次。
图4-4 电感耦合式强迫换流原理图
■换流方式总结 ◆器件换流只适用于全控型器件，其余三种方式主要是针对晶闸管而言的。 ◆器件换流和强迫换流属于自换流，电网换流和负载换流属于外部换流。 ◆当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终止流通而 变为零，则称为熄灭。
8/47
4.2 电压型逆变电路
u a) u b) u c) u d)
UN'
逆变电路概述
成负载换流; 4）强迫换流指的是设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向
电压以完成换流。
8/14
相关重点概念
3.3 死区效应及其补偿： 1）死区时间： 三相桥式逆变电路中，通常采用双极性 SPWM调制技术。任何固态的功率开关 管都存在着一定的导通和关断时间,为确 保同一桥臂上下开关管不致发生直通故 障，通常采用将理想的SPWM驱动信号 上升沿(或下降沿)延迟一段时间Td称为 死区时间。死区是为保证开关器件安全、可靠运行而采取的措施。
2
逆变电路的分类
3
逆变电路的换流和死区
7/14
相关重点概念
3.1 换流： 换流（commutation）指电力电子电路中支路间电流的转移。也成为换
相。 3.2 逆变电路的换流方式: 1）器件换流指的是利用全控型器件自关断的能力进行换流，主要用于全
控型逆变电路; 2）电网换流指的是电网提供换流电压，只要在待换流器件上添加负的电
1/14
1
逆变电路的基本概念
2
逆变电路的分类
3
逆变电路的换流和死区
2/14
逆变电路基本概念
1.1 什么是逆变电路？ 逆变电路是指把直流电变为交流电的电路,它与整流电路相对应,有非 常重要的作用.它的基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电 路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
5/14
逆变电路分类
2.4 按电流波形： 可分为正弦逆变电路和非正弦逆变电路.前者开关器件中的电流为正 弦波,其开关损耗较小,宜工作于较高频率.后者开关器件电流为非正弦 波,因其开关损耗较大,故工作频率较正弦逆变电路低。
三相电压型逆变电路工作过程
三相电压型逆变电路工作过程三相电压型逆变电路是将三相交流电转换为直流电的一种电路形式。
它由三相桥式整流器和逆变器两个部分组成，整流器将三相交流电转换为直流电，而逆变器则将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
下面我将详细介绍三相电压型逆变电路的工作过程。
首先，我们来看整流器的工作过程。
整流器由三相桥式整流电路组成，它由六个晶闸管或整流二极管构成，分别连接在三相交流电源的三个相线上。
当晶闸管或整流二极管接通时，对应的相线上的交流电流通过整流器进入负载电路，同时在负载电路两端形成正向电压。
当晶闸管或整流二极管关断时，交流电流被阻断，负载电路的电压为零。
整流器通过不断的开关操作，使得交流电源的电压在负载电路两端产生一系列脉冲电压。
接下来，我们来看逆变器的工作过程。
逆变器由若干个晶闸管或功率管构成，这些管子将整流器输出的脉冲电压转换为可变频率的交流电。
逆变器的工作原理是通过改变晶闸管或功率管的导通时间，控制输出脉冲电压的频率和幅度。
逆变器的脉冲宽度调制技术采用了PWM技术(Pulse Width Modulation)，根据输入的参考信号引导晶闸管或功率管的导通和断开，从而实现对输出电压频率和幅度的调节。
具体来说，逆变器通过接收控制信号，将输入的直流电转换为脉冲信号，并通过PWM技术对脉冲信号的宽度进行调制，使得输出电压的频率和幅度可以根据需要进行调节。
这样就实现了将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
逆变器输出的电压通常是三相对称的正弦波，它可以用来驱动各种交流电动机、电动机控制系统和其他需要交流电源的设备。
总结一下，三相电压型逆变电路主要由整流器和逆变器两个部分组成。
整流器将输入的三相交流电转换为直流电，而逆变器将直流电转换为可变频率、可调幅度的交流电。
通过整流器和逆变器的组合，可以实现将三相交流电源转换为直流电源，并通过逆变器将直流电源转换为三相交流电源。
这种电路在电力变频调速系统和其他需要交流电源的应用中具有广泛的应用前景。
逆变电路
S2 a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
5-4
5.1.1 逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
第 5 章 逆 变 电 路
直流电
交流电
5-5
5.1.1 逆变电路的基本工作原理
逆变电路最基本的工作 原理 ——改变两组开关 切换频率，可改变输出 交流电频率。
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-VSTI
5-13
5.2 电压型逆变电路
2）电压型逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或 并联大电容，直流侧电压 基本无脉动。 (2)输出电压为矩形波， 输出电流因负载阻抗不同 而不同。
1 (u UN' u VN' u WN' ) 3
一相上下两桥臂间的换流过程和半桥电路相似。
桥臂1、3、5的电流相加可得直流侧电流id的波形，id每60°脉动 一次，直流电压基本无脉动，因此逆变器从交流侧向直流侧传 送的功率是脉动的，电压型逆变电路的一个特点。 防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源 短路，应采取“先断后通” 数量分析见教材。
电容器串联，要控制两者电压均衡。
第 5 章 逆 变 电 路
应用：
用于几kW以下的小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电 路的组合。
5-17
5.2.1 单相电压型逆变电路
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其工作原理是通过控制开关器件的导通和断开，改变电路中电流的方向和大小，从而实现将直流电能转换为交流电能的目的。
逆变电路广泛应用于各种电力电子设备中，如逆变器、变频器、交流电源等。
逆变电路主要由开关器件、滤波电路、控制电路和保护电路组成。
1. 开关器件：逆变电路中常用的开关器件有晶体管和功率MOSFET。
当开关器件导通时，电流可以流过开关器件，从而实现电流的方向和大小的改变。
当开关器件断开时，电流无法通过开关器件，从而实现电流的反向改变。
2. 滤波电路：逆变电路中的滤波电路用于平滑输出电压，减小电压的纹波。
常见的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。
电容滤波器通过连接电容器来存储电荷，使得输出电压平滑。
电感滤波器通过连接电感器来抑制高频噪声，使得输出电压更加稳定。
3. 控制电路：逆变电路中的控制电路用于控制开关器件的导通和断开。
控制电路可以根据输入信号的变化来判断何时开关器件导通和断开，从而实现输出电压的控制。
常见的控制电路包括脉宽调制（PWM）控制和频率调制（FM）控制。
4. 保护电路：逆变电路中的保护电路用于保护开关器件和其他电子元件免受过电流、过电压和过温等异常情况的伤害。
保护电路可以通过监测电流、电压和温度等参数，并及时采取相应的措施来保护电路的安全运行。
逆变电路可以实现不同的输出波形，如方波、正弦波和三角波等。
根据输出波形的不同，逆变电路可以分为全桥逆变电路、半桥逆变电路和单相逆变电路等。
全桥逆变电路可以实现正弦波输出，适合于高功率应用。
半桥逆变电路适合于中功率应用。
单相逆变电路适合于低功率应用。
逆变电路的应用非常广泛。
在家庭中，逆变电路常用于太阳能发电系统和风能发电系统中，将直流电能转换为交流电能供电给家庭用电设备。
在工业领域，逆变电路常用于机电驱动系统中，控制机电的转速和转向。
此外，逆变电路还广泛应用于电力电子设备、电动车充电器、UPS电源等领域。
逆变电路工作原理
逆变电路工作原理逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路，其工作原理是通过逆变器将直流电源的电压和频率转换为所需的交流电信号。
逆变电路广泛应用于各种电子设备和系统中，例如太阳能发电系统、电动汽车、UPS电源等。
逆变电路的基本原理是利用半导体开关器件（如晶体管、MOSFET、IGBT等）来控制电流流向，从而改变电压的极性。
常见的逆变电路有两种：单相逆变电路和三相逆变电路。
在单相逆变电路中，通常采用全桥逆变器的结构。
全桥逆变器由四个开关器件组成，分为上桥臂和下桥臂。
通过控制上下桥臂的开关状态，可以实现直流电源电压的反向变换。
在工作过程中，交流输出电压的频率和幅值可以通过调节开关器件的开关频率和占空比来实现。
三相逆变电路通常采用三相桥式逆变器的结构。
三相桥式逆变器由六个开关器件组成，分为上桥臂和下桥臂。
通过控制上下桥臂的开关状态，可以实现三相交流电源电压的反向变换。
与单相逆变电路类似，通过调节开关器件的开关频率和占空比，可以实现所需的交流输出电压频率和幅值。
逆变电路的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 直流输入：逆变电路的输入为直流电源，通常通过整流电路将交流电转换为直流电。
2. 逆变器控制：逆变器控制电路根据所需的输出电压和频率信号，通过控制开关器件的开关状态来实现电压和频率的转换。
3. 开关器件操作：根据控制信号，开关器件在不同的时间段内进行开关操作。
当开关器件导通时，直流电源的电流流向负载，产生正向电压；当开关器件断开时，负载上的电感元件储存的能量释放，产生反向电压。
4. 输出滤波：逆变电路的输出通常需要经过滤波电路进行平滑处理，去除交流输出中的高频噪声和谐波成份，得到稳定的交流输出电压。
5. 输出负载：经过滤波处理后的交流输出电压可以连接到各种负载上，供电设备正常工作。
总结起来，逆变电路通过控制开关器件的导通和断开，将直流输入电源转换为所需的交流输出电压。
逆变电路的工作原理涉及到开关器件的操作和控制电路的设计，以及输出电压的滤波和负载的连接。