光伏发电原理教学文案
小学科学29光伏发电系统(教案)
小学科学29光伏发电系统（教案）光伏发电系统（教案）引言光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的一种可再生能源技术。
在当今世界，应对能源紧缺和环境污染是人类面临的重要问题之一。
因此，教授小学生关于光伏发电系统的知识和意识是非常必要的。
本教案将向小学生介绍光伏发电系统的基本原理、组成和应用。
一、教学目标1. 了解光伏发电系统的基本原理和工作方式。
2. 了解光伏发电系统的组成部分。
3. 知道光伏发电系统在生活中的应用。
4. 培养学生的环保意识和节能意识。
二、教学内容和步骤1. 光伏发电系统的基本原理（10分钟）引导学生回顾太阳是如何提供光和热能的，并解释光伏效应的概念。
通过实例和图示，向学生解释光伏效应是如何将光能转化为电能的。
2. 光伏发电系统的组成（15分钟）介绍光伏发电系统的组成部分，包括太阳能电池板、电池组、逆变器和电网。
通过图片和简单的动画，向学生展示每个组成部分的作用和相互之间的关系。
3. 光伏发电系统的工作方式（15分钟）解释光伏发电系统是如何工作的。
先向学生介绍太阳能电池板的作用，它可以将太阳光直接转化为电能。
接着，介绍电池组的作用，它负责存储太阳能电池板产生的电能。
然后，解释逆变器的作用，它将直流电转化为交流电，以供家庭使用。
最后，介绍电网的作用，它可以将多余的电能储存在电网中，需要的时候再从电网中取出。
4. 光伏发电系统在生活中的应用（15分钟）向学生介绍光伏发电系统在生活中的广泛应用。
例如，太阳能充电器可以充电手机、计算器等小型电子设备；太阳能灯可用于户外照明；太阳能热水器可用于加热水等。
通过实例的介绍，让学生了解光伏发电系统的实际应用。
5. 环保意识与节能意识的培养（15分钟）通过与学生的互动讨论，提高学生对环保和节能意识的认识。
引导学生意识到使用光伏发电系统可以减少对传统能源的依赖，减少碳排放，并保护环境。
鼓励学生在日常生活中节约用电，养成节能意识。
三、教学评估1. 提问学生关于光伏发电系统基本原理的问题，观察他们对概念和原理的理解程度。
太阳能光伏原理及应用PPT学习教案
1、太阳能光伏利用
▪ 太阳能的主要利用形式
目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。光电技 术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池 将太阳光能直接转化为电能。 光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代 表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种技术。
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３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(1)建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住 宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装 置组成一个发电系统。
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３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(2)建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用 光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品， 既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。
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2、建筑的高能耗及环境污染
▪ 大量燃煤、环境污染严重
1995年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%，当年中国排放 了30 亿吨CO2占当年全球排量的13.6%,仅次于美国。（其中建筑 用能，对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25％。） 预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。
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３、太阳能光伏利用
▪ 数据采集及显示系统
在建筑智能化系统中，开发并完成了太阳能光 伏系统与建筑设备自动化监控系统的接口和 集成技术。
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３、太阳能光伏利用
实现了楼宇自动化系统对太阳能光伏发电系统的二次监控，配备了 一定的数据采集系统。 此外还包括摄像机对太阳能发电板的监视，进一步提高了太阳能光 伏发电系统与公共电网之间的安全性。
光伏发电技术培训
光伏发电技术培训内容
太阳能电池板安装技术
安装前的准备工作：检查电池板、支架、配件等是否齐全，确保安全可靠。 安装位置选择：选择阳光充足、无遮挡物的位置，确保电池板能够充分吸收阳光。
安装步骤：按照厂家提供的说明书进行安装，确保电池板固定牢固，连接线安全可靠。 安装注意事项：注意安全，避免触电等危险情况发生；同时注意保护电池板，避免损坏。
供给负载使用
光伏发电系统特 点：清洁、可再 生、无噪音、维
护简单等
光伏发电技术培 训目标：使学员 掌握光伏发电系 统组成及原理， 了解光伏发电系 统的设计、安装、 调试及维护等方
面的知识
掌握光伏发电系统安装、调试和维护技术
安装技术：了解光伏 发电系统的结构、原 理和安装流程，掌握 安装过程中的注意事 项和安全规范。
光伏发电系统组成：包括太阳能电池板、逆变器、控制器、蓄电池等部分。
光伏发电的优点：清洁环保、可再生、分布广泛、无噪音等。
光伏发电的应用领域
家庭光伏发电系统
商业光伏发电系统
工业光伏发电系统
公共设施光伏发电系统
光伏发电系统组成
太阳能电池板
作用：收集太阳能并将其转 换为电能
定义：将太阳能转化为电能 的设备
光伏发电系统的技术发展：介绍光伏发电系统的技术发展趋势、技术创新、技术应用 等方面的内容，以及光伏发电系统在提高能源利用效率、降低能源消耗等方面的作用。
光伏发电技术培训总结
技术培训成果总结
培训内容回顾
学员学习成果展示
技术培训对学员的 帮助
未来技术培训展望
技术培训经验分享
培训内容回顾：光伏发电技术原理、设备安装、调试与维护等 培训效果评估：学员掌握程度、培训质量评估 经验分享：学员在培训过程中的心得体会、遇到的问题及解决方法 未来展望：光伏发电技术的发展趋势、学员个人职业发展建议
光伏发电的文案高级短句
光伏发电的文案高级短句光伏发电是当下绿色能源发展的重要组成部分，其通过将太阳能转化为电能，为社会供应清洁、可再生的能源。
作为一种环保、可持续的能源解决方案，光伏发电在全球范围内取得了显著的发展。
它不仅能够减少对传统化石燃料的依赖，降低温室气体排放，还能带动经济增长和就业机会。
下面，我们将深入探讨光伏发电的优势及其在可持续发展中的重要性。
首先，光伏发电具有清洁环保的特点。
太阳能是一种潜在的无限能源，通过光伏发电系统将其转化为电能，不会产生任何污染物和温室气体的排放。
相比传统的化石燃料发电方式，光伏发电对环境的影响更低，能够有效改善空气质量，并减少对环境的破坏。
此外，光伏发电系统不需要大量的水资源，可以节约水资源并减少对水资源的竞争。
其次，光伏发电具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
光伏发电系统采用的太阳能电池板具有较长的使用寿命，一般可达20年以上。
与传统发电方式相比，光伏发电系统没有机械运动部件，因此维护成本较低。
只需要定期检查和清洁电池板，保持良好的工作状态即可。
这使得光伏发电系统成为一种经济实惠且可靠的能源解决方案。
再次，光伏发电具有分布式发电的优势。
光伏发电系统可以安装在建筑物的屋顶、空地、废弃地或沙漠等地方，不需要大规模的土地使用。
这种分布式的发电方式能够减少电能输送的损耗和线路投资，降低输电过程中的能源浪费。
此外，由于分布式发电可以在接近用电点的地方进行，可以减少电网负荷压力，并提高供电可靠性。
最后，光伏发电在可持续发展中具有重要作用。
光伏发电是一种绿色能源，可以减少对有限化石燃料的依赖，降低温室气体的排放，从而对全球气候变化产生积极的影响。
此外，光伏发电还可以带动相关产业的发展，创造更多的就业机会，促进经济增长。
在可持续发展的道路上，光伏发电无疑是一种可行且具有潜力的能源解决方案。
总之，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源解决方案，具有多方面的优势。
其清洁环保、长寿命、低成本、分布式发电和促进可持续发展的特点使其在全球范围内得到了广泛应用。
《太阳能光伏发电》课件
《太阳能光伏发电》PPT 课件
欢迎来到这个关于太阳能光伏发电的课件！在这里，我们将探讨太阳能光伏 发电的原理、构成和未来的趋势。让我们一起开始吧！
太阳能光伏发电的原理和定义
1 原理
太阳能光伏发电是利用太阳光的能量，通过光伏电池板将光能转化为电能的过程。
2 定义
太阳能光伏发电是一种利用太阳能并将其转化为电能的可再生能源技术。
3 维护
定期检查、清洁太阳能电池板，确保光伏电站的稳定运行和发电效果。
项目案例介绍
项目名称 光伏电站A 光伏电站B 光伏电站C
规模 100兆瓦 50兆瓦 10兆瓦
成功故事
为周边城市提供清洁能源，实 现环境友好发展。
为工业厂区供电，降低能源成 本，提高竞争力。
为农村地区提供电力，改善生 活质量，推动乡村振兴。
优势
2
电网连接等组成。
零排放、可再生、经济实惠、可降低能
源成本、可提供独立电力等优势。
3
应用
广泛应用于家庭、工业、商业等领域， 为可持续能源发展做出了重要贡献。
光伏电站的建设和规划
1 选址
选择阳光充足、无阻挡的地点，如开阔的农田或草原。
2 规模
根据需求确定光伏电站的规模，可以是小型屋顶安装也可以是大型地面安装。
太阳能电池板的种类和工作方式
单晶硅太阳能电池板
由单个大晶粒的硅晶片组成，效 率高，性能稳定。
多晶硅太阳能电池板
由多个小晶粒的硅晶片组成，成 本较低，适用于各种场景。
薄膜太阳能电池板
使用非晶硅或其他材料制成，柔 性可弯曲，适用于特殊场景。
Hale Waihona Puke 太阳能光伏发电系统的构成和优势
1
构成
太阳能光伏发电原理和应用讲座培训
太阳能光伏发电原理和应用讲座培训尊敬的各位听众，大家好。
今天，我非常高兴能有机会为大家介绍太阳能光伏发电的原理和应用。
太阳能发电是一种可再生能源，是解决当前能源问题的重要途径，也是建设可持续发展社会的关键之一、在这次讲座培训中，我们将首先介绍太阳能光伏发电的原理，然后探讨其在不同领域的应用。
首先，让我们了解一下太阳能光伏发电的基本原理。
太阳能光伏发电是利用太阳能光子的能量直接转换为电能的过程。
光伏效应是这一过程的核心，它是指当光子照射到半导体材料上时，其中的能量会激发出电荷，从而产生电压和电流。
通常情况下，太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、逆变器和储能设备组成。
太阳能电池板将阳光转换为直流电能，逆变器将直流电能转换为交流电能，储能设备则用于存储电能以备不时之需。
接下来，让我们来看一下太阳能光伏发电在不同领域的应用。
第一个领域是家庭和商业用途。
随着太阳能电池板的成本逐渐降低，越来越多的家庭和商业建筑开始安装太阳能发电系统，以降低能源消耗和减少对传统能源的依赖。
这不仅有助于节约开支，还能减少对环境的污染。
此外，一些地区还通过政策和奖励计划来鼓励家庭和商业机构采用太阳能发电系统。
第二个领域是农业和农村发展。
太阳能光伏发电可以为农业提供清洁、可靠的电力供应。
例如，太阳能泵可以帮助农民进行灌溉，太阳能电池板可以为农村地区提供电力，改善生活条件。
此外，太阳能光伏发电还可以为农村地区提供就业机会和经济发展。
第三个领域是城市规划和建筑设计。
太阳能光伏发电被广泛应用于城市建设和建筑设计中。
例如，太阳能电池板可以集成到建筑物的外墙或屋顶上，实现建筑自给自足的能源系统。
太阳能光伏发电还可以用于城市公共设施，如路灯、交通信号灯和充电站，为城市能源需求做出贡献。
最后，我想与大家分享一下太阳能光伏发电的未来发展趋势。
随着技术的进步和经济性的提高，太阳能光伏发电系统的效率将不断提高，成本将进一步降低。
此外，太阳能电池板的颜色和形状也将不断创新，可以更好地与建筑物和城市环境融合。
《光伏发电》教案
教研室主任或系主任意业班次
基本课题：光伏发电原理
目的要求：掌握光伏发电的基本概念；理解半导体、自由电子、空穴、P型半导体、N型半导体的基本概念；掌握光伏发电的基本原理
重点：自由电子和空穴的产生，P型半导体、N型半导体的形成。
难点：光伏发电如何有太阳能转化为电能。
课堂交流：
提问、讨论与评析
课外作业及思考题：
课后记载：
编写教师谭阳编写日期2014年8月10日
教学方法：讲授、图示法
教学手段：黑板板书
教学环节及组织：
新课引入
太空中运行的卫星长时间工作，其能量的来源是什么？它的主要获能部件是什么？太阳能，它有太阳能电池板为其提供能源。
讲授新课
一、光伏发电的概念
光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将太阳能直接转化为电能的一种现象。
引出半导体是什么材料？光生伏打效应如何产生？太阳能如何转化为电能？三个问题。
讲解半导体、自由电子、空穴、P型半导体、N型半导体五个关键概念。
画出硅晶体共价键结构图，分析自由电子和空穴是在硅材料受到外界能量激发式，破坏了它们的共价键，价电子挣脱了原子核的束缚而产生的。
P型半导体，P是positive单词的首字母，由空穴带正电而得名，它是在硅晶体中掺入少量的硼（B）元素而形成的。画P型半导体的晶体共价键结构图。
N型半导体，N是negative单词的首字母，由电子带负电而得名，它是在硅晶体中掺入少量的磷（p）元素而形成的。画N型半导体的晶体共价键结构图。
二、光生伏打效应
画原理图，分析P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子在光伏电池的扩散过程，如何形成PN结，最后由光能转化电能的。
小结
空穴和自由电子的产生，原理图分析光能转化为电能过程。
光伏发电系统教案
光伏发电系统教案通常包括以下内容，以便教学和学习光伏发电系统的原理、组成部分、工作原理和应用等方面：
1. 课程简介
-光伏发电系统概述
-光伏发电技术的发展历史和现状
-光伏发电系统在可再生能源中的地位和作用
2. 光伏发电基础知识
-光伏效应原理
-光伏材料和太阳能电池的种类
-光伏组件的结构和工作原理
3. 光伏发电系统组成
-光伏电池组件：单晶硅、多晶硅、非晶硅等
-逆变器和控制器：将直流电转换为交流电
-支架和安装系统：支撑光伏组件安装在适当位置
-电力存储设备：如电池组或其他储能设备
4. 光伏发电系统设计与规划
-光伏发电站设计原则
-现场勘测与资源评估
-光伏阵列布局设计
-系统容量计算和选型
5. 光伏发电系统运行与维护
-光伏组件清洁与维护
-电池组管理和维护
-系统性能监测和故障排除
6. 光伏发电系统应用与示范
-光伏发电系统在不同领域的应用：家庭、商业、工业、农业等
-光伏发电系统的环保与经济效益
-光伏发电技术发展趋势与展望
7. 实践与案例分析
-光伏发电系统的实际搭建与操作演示
-典型案例分析与讨论
-学生实验和课堂互动
这些内容可以根据不同学习阶段和课程设置进行调整和补充，以便全面了解光伏发电系统的相关知识和技术。
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光伏发电原理
光伏发电原理
1.光伏发电系统组成及运行方式
1.1离网型光伏发电系统的组成
一般来说，离网型太阳能光伏发电系统由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等部分组成。
1.1.1太阳能电池方阵
太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为2cm×2cm到15cm×15cm不等，单体工作电压为0.45-0.5V，工作电流为20-25mA/cm2。
太阳能组件是将太阳能电池单体进行串并联封装后形成的，其功率一般为几瓦、几十瓦、可以单独使用。
当应用领域需要较高的电压电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件连成太阳能电池方阵，以获得需要的电压电流。
单体组件阵列
1.1.2防反充二极管
又称阻塞二极管，其作用是避免由于太阳能电池方阵在阴雨天和夜晚不发电时或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能电池方阵放电。
它串联在太阳能电池方阵电路中，其单向导通作用，一般选用合适的整流二极管即可。
1.1.3蓄电池组
蓄电池的作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并随时向负载放电。
对其的基本要求有：（1）自放电率低（2）使用寿命长（3）深放电能力强（4）充电效率高（5）少维护或免维护（6）工作温度范围宽（7）价格低廉。
目前我国与太阳能系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池。
1.1.4控制器
光伏发电系统的核心部件之一，其一般具备如下功能：（1）信号检测检测光伏发电系统各装置和各单元的状况与参数，检测的物理量有输入电压、充电电流、输出电压、输出电流以及蓄电池温升。
（2）最优充电控制根据当前太阳能资源情况和电池状态确定最佳充电方式，实现高效快速的充电。
（3）蓄电池放电管理对蓄电池放电过程进行管理，如负载控制自动开关机，实现软启动、防止负载接入时蓄电池端电压压降而导致的错误保护。
（4）设备保护控制系统中因逆变器故障而出现的过电压和负载短路引起的过电流。
（5）运行状态指示通过指示灯、显示器等方式指示光伏系统的运行状态和故障信息。
1.1.5逆变器
逆变器是将直流电转换为交流电的设备，由于太阳能电池方阵和蓄电池组发出的是直流电，而当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。
逆变器按运行方式可分为独立运行逆变器和并网逆变器。
独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。
并网逆变器用于并网运行的太阳能发电
系统，将发出的电馈入电网。
逆变器按输出波形可分方波逆变器和正弦逆变器，方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求的系统，正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
1.1.6测量设备
对于小型的太阳能发电系统，只要求简单的测量，如蓄电池电压和充放电电流。
对于中大型太阳能光伏电站，往往还要测量太阳辐射、环境气温、充放电电量等。
1.2联网型光伏发电系统的组成
联网型太阳能光伏发电系统可分为集中式大型联网光伏系统（大型联网光伏电站）和分散式小型联网光伏系统（住宅联网型光伏系统）两类。
大型联网光伏电站所发电能直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电，但建设投资大，建设周期长，控制配电复杂，占用大片土地，发电成本高，发展较慢。
住宅联网型光伏系统所发的电能直接分配到住宅的用电负载上，多余或不足的电力通过连接电网来调节。
1.2.1太阳能电池方阵
太阳能电池方阵是联网型光伏系统的主要部件，有其将接收到的太阳光能直接转换为电能，其单体同离网型太阳能电池单体相同。
住宅联网型光伏系统的突出特点是与建筑相结合，按结合方式可分为建筑与光伏系统相结合（BAPV）和建筑和光伏组件相结合（BIPV）两种型式。
BAPV是光伏与建筑相结合的第一步，是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处。
BIPV是光伏与建筑相结合的进一步目标，是将光伏器件和建筑
材料集成化，把屋顶、向阳外墙、遮阳板甚至窗户的材料用光伏器件来代替，既能作为建筑材料和装饰材料，又能发电，使光伏系统的造价降低，发电成本下降。
1.2.2联网逆变器
联网逆变器是联网型光伏系统的核心部件和技术关键，联网逆变器于独立逆变器的不同之处在于它不仅可将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质等进行控制。
联网逆变器包括三部分（1）逆变系统其功能是采用大功率晶体管将直流高速切割，并转换为交流。
(2)控制部分有电子回路组成，作用是控制逆变部分（3）保护部分有电子回路组成，作用是在逆变器内部故障时保护设备。
2.太阳能电池
2.1半导体基础知识
2.1.1本征半导体
完全纯净的具有晶体结构的半导体，用的最多的是硅和鍺，它们各有四个价电子，都是四价元素。
硅的微观结构图
2.1.2N型半导体和P型半导体
N型半导体是在硅和鍺中掺入少量磷，磷原子参加共价键结构只需四个价电子，多余的一个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚成为自由电子。
P型半导体是在硅和鍺晶体中掺入少量硼（或其他三价元素），每个硼原子只有三个价电子，在构成共价键结构时将因缺少一个电子而产生一个空位。
P型和N型半导体微观结构图
2.1.3 PN结
在一块N(P)型半导体的局部再掺浓度较大的三价元素使其变为P(N)型半导体，在P型半导体和N型半导体的交界处就形成了一个特殊的薄层，称为PN结。
其微观结构如图，PN结具有单向导电性。
PN结示意图
2.2太阳能电池工作原理
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应，所谓的光生伏打效应，就是当太阳光照射到太阳能电池时，电池吸收光能，产生光生电子-空穴对，在电池内建电场作用下，电池两端出现异号电荷的积累，从而产生光生电压。
其原理示意图如图所示。
光生伏打效应示意图
当太阳光照射P-N结时，在半导体内的电子由于获得光能而释放电子，相应的便产生电子-空穴对，并在内建电场的作用下，电子被驱向N型区，空穴被驱向P型区，从而在N区有过剩电子，P区有过剩空穴，于是在PN结附近形成了与内建电场相反的光生电场。
光生电场一部分抵消内建电场，其余部分即光生伏打电动势。
2.2太阳能电池的结构
太阳能电池结构图
3.铅酸蓄电池
蓄电池是将电能转换为化学能贮存起来，需要时再把化学能转变为电能的一种贮能装置。
在此介绍VRLA 电池的结构和原理。
3.1结构
VRLA 电池由正极板、负极板、隔板、电池槽盖、硫酸电解质等主要组件组成，其结构图如图所示。
VRLA 电池结构图
3.2基本原理
正极：
O H HSO PbSO PbO 24
4222e 3H +−→−++++- 负极：
H PbSO Pb HSO +
-+−→−-+442e 4.逆变器
逆变器也称逆变电源，是将直流电能转换为交流电能的变流装置，是太阳能发电系统的一个重要部件。
逆变器按输出电压波形可分为方波逆变器、正弦波逆变器、和阶梯波逆变器。
按主电路拓扑结构可分为推挽逆变器、半桥逆变器、全桥逆变器。
按输入直流电源性质可分为电压源型逆变器、电流源行逆变器。
4.1推挽式逆变电路工作原理
图示为单向推挽式逆变器的拓扑结构。
单向推挽式逆变器拓扑结构图
该电路由2只共负极的功率开关元件和1个初级带有中心抽头的升压变压器组成，当t1<t<t2时，T1功率管上加栅极驱动信号Ug1，T1导通，T2截止，变压器输出端感应出正电压。
当t3<t<t4时，T2功率管上加栅极驱动信号Ug2，T2导通，T1截止，变压器输出端感应出负电压。
4.2单相全桥逆变电路工作原理
单相全桥逆变电路也称H桥电路，其电路拓扑结构如图所示，由两个半桥电路组成，功率开关元件Q1和Q4互补，Q2和Q3互补，当Q1和Q3同时导通时，负载两端电压为+Ud，当Q2和Q4同时导通时，负载两端电压为-Ud，Q1、Q3和Q2、Q4轮流导通，负载两端就得到交流电能。
单相全桥逆变电路拓扑结构。