单相方波逆变器设计



几种基础的单相电压型逆变电路及其详细运行原理

单相电压型逆变电路，是电力电子技术中基础且关键的组件。它能将直流电转换为交流电，广泛应用于工业自动化、家电、电力系统等多个领域。本文将简要介绍几种基本的单相电压型逆变电路及其工作原理，以帮助读者理解其内部机制。

首先，理解逆变电路的基本工作原理至关重要。以单相桥式逆变电路为例，当特定的开关状态组合时（如开关S1、S3闭合，S2、S4断开），负载接收到的电压为正；反之，当S2、S4闭合，S1、S3断开时，负载电压为负。在电阻负载条件下，负载电流与电压同相位；但对于阻感负载，电流的基波滞后于电压，且负载电流的变化过程较为缓慢，最终反映在电阻上的电压波形与阻感负载电流相匹配。

接着，半桥逆变电路是所有其他逆变电路的基础。它由四个开关组成，开关状态的切换决定了电流的方向和路径。在半桥逆变电路中，能量反馈过程通过二极管实现，这两个二极管被称为反馈二极管或续流二极管。它们在能量回馈和负载电流续流过程中扮演关键角色，确保电路的稳定运行。

全桥逆变器的工作原理与半桥逆变器类似，但结构更为复杂，通常用于更高功率的应用。其输出电压为方波，且输出电压的傅里叶展开式仅包含正弦项的奇次谐波。通过频域和时域分析，可以更深入地理解全桥逆变电路的工作机制，包括基波幅值、有效值的计算以及输出电流的动态变化。

在阻感负载下，全桥逆变电路可以通过移相调压技术调节输出电压。通过调整开关信号的相位，可以在不改变直流输入电压的情况下，改变输出电压的平均值，实现电压调节。移相调压不仅能够降低输出电压和电流的谐波含量，还能够通过选择性谐波消除（Selective Harmonic Elimination, SHE）技术消除特定次的谐波，提高输出波形的质量。这种方式在脉冲宽度调制（PWM）应用中也十分常见。

综上所述，单相电压型逆变电路及其原理是电力电子技术中的核心内容，通过理解不同电路的结构和工作原理，能够为实际应用提供坚实的理论基础。

单相逆变器的电路原理

单相逆变器的电路原理是通过功率半导体开关器件的开关作用，将直流电转化为交流电。以下是单相逆变器电路原理的详细解释：

核心原理：通过控制电路周期性地发送开关脉冲，驱动功率半导体开关器件交替导通和关断，再经变压器调整电压后，输出符合要求的交流电。

基本电路类型：

推挽式逆变电路：由两只共负极的功率开关和一个中心抽头变压器组成，两只功率开关交替工作，产生交流电。优点是控制简单，但效率较低，不适合高电压和感性负载。半桥式逆变电路：由开关管、储能电容和耦合变压器构成，通过交替切换开关管实现交流输出。此电路结构简单，适合高频逆变，但对电容容量要求高，成本增加。全桥式逆变电路：通过4只功率开关实现更稳定的交流输出，克服了推挽式的不足，但需要大功率变压器。在实际应用中，小功率逆变器多采用单级变换，大功率则采用多级电路结构。

技术进步：

随着高频开关技术和软开关技术的应用，逆变器的工作频率可达20kHz以上，提高了功率密度，降低了体积和重量。逆变效率可达90%以上，多采用3级电路结构，即先高频逆变，再升压整流，最后工频逆变为市电电压。

输出波形：

方波：简单便宜，但噪声大、效率低。阶梯波：噪音低、效率高，但波形有失真，不适于精密设备。正弦波：性能最好，但复杂昂贵，是光伏并网发电的理想选择。

逆变器工作原理看看这专业的解释

逆变器的工作原理是将直流电能转换为交流电能，这一过程通常涉及逆变桥、控制逻辑和滤波电路。下面是逆变器工作原理的详细解析。

一、逆变器的工作原理

1. 全控型逆变器的工作原理：

- 主电路采用全桥逆变结构，交流元件通常由IGBT管（如Q11、Q12、Q13、Q14）构成。

- PWM（脉宽调制）技术用于控制IGBT管的导通与截止。

- 接通直流电源后，Q11和Q14导通，电流从电源正极流出，经过电感L和变压器初级线圈，回到电源负极。

- 随后，Q12和Q13导通，电流方向相反，通过变压器初级线圈，返回电源负极。

- 这样的交替导通在变压器初级线圈上形成正负交变方波，经LC滤波器平滑后，输出端得到正弦波交流电压。

- 当IGBT管关断时，并联的二极管D11和D12导通，将储存的能量返回到直流电源。

2. 半控型逆变器的工作原理：

- 采用晶闸管元件，如Th1和Th2。

- 主电路中，晶闸管按顺序导通，每个晶闸管在触发后导通，并在另一个晶闸管触发前截止。

- 电流通过变压器和初级线圈，在次级线圈产生交流电。

- 电感L限制电流变化，保证晶闸管有足够的时间关闭，而二极管D1和D2实现能量反馈。

二、逆变器的分类

1. 按输出交流电频率：工频、中频和高频逆变器。

2. 按输出相数：单相、三相和多相逆变器。

3. 按输出电能去向：有源逆变器（向电网输送）和无源逆变器（向负载输送）。

4. 按主电路形式：单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变器。

5. 按主开关器件类型：晶闸管、晶体管、场效应晶体管和IGBT逆变器，分为半控型和全控型。

6. 按直流电源类型：电压源型（VSI）和电流源型（CSI）。

7. 按输出波形：正弦波和非正弦波逆变器。

8. 按控制方式：调频（PFM）和调脉宽（PWM）逆变器。

9. 按开关电路工作方式：谐振式、硬开关式和软开关式逆变器。

10. 按换流方式：负载换流式和自换流式逆变器。

了解逆变器的工作原理和分类，有助于在实际应用中选择合适的逆变器类型和技术。

逆变器详解「分类、工作原理、结构」

逆变器是一种能够将低压直流电转化为220V交流电的设备，极大地方便了我们的生活。根据逆变器的输出电压（电流）相数，可以分为单相逆变器、三相逆变器、电流源逆变器、电压源逆变器、桥式逆变器、并联逆变器、串联逆变器、方波逆变器、准正弦逆变器和正弦逆变器。其中，单相逆变器和三相逆变器的输出电压（电流）分别为单相和三相，频率为50HZ或者60HZ。电流源逆变器和电压源逆变器的直流侧分别为电流源和电压源，其交流侧输出状态取决于逆变器中的开关管。桥式逆变器分为半桥式、全桥式和三相桥式逆变器。并联逆变器和串联逆变器分别由特定的元器件组成，用于特定工况。方波逆变器和准正弦逆变器的输出波形分别为方波和接近正弦波。正弦逆变器的输出波形几乎为正弦波形，波形比准正弦波更加平滑。

在结构组成方面，单相桥式逆变器通常包括升压电路、整流部分和逆变部分。升压电路将输入电压升压到220V，以便后级电路进行直流转交流变换。整流电路将升压电路输出的方波电压转换为脉冲方波，其幅值变为输入值的根二倍，并通过稳压和滤波使得输出电压接近直线值。逆变电路使用H桥通过PWM调制得到正弦波形。为了接近正弦波形，使用SPWM正弦脉宽调制技术计算控制H桥的PWM占空比随时间变化的值。通过调制后输出的波形就越贴近正弦波。输出端通常并联大电容作为滤波使用，以使波形更加平滑并提升带负载能力。

综上所述，逆变器通过将低压直流电转换为220V交流电，满足了我们在室外或脱离市电供应范围的地方使用家用电子设备的需求。通过不同类型的逆变器和结构组成，逆变器能够适应各种工况，并提供稳定、平滑的交流电输出。

单相逆变器是什么东西?

单相逆变器是一种特殊的电子装置，它的主要功能是将低电压（如12或24伏）的直流电（例如来自电池或蓄电池）转换为我们日常生活中常见的220伏交流电（通常为220v 50Hz的正弦波或方波）。与通常将交流电整流为直流电的情况相反，逆变器的作用是逆向转换，因此得名。根据输出的相数，逆变器分为单相、三相和多相，其中单相逆变器特别适用于一些特定场合，如火车上。由于火车上的电力供应通常为直流电，通过变频和逆变器处理后，可以转换为适合驱动日光灯的单相交流电。由于火车上没有三相电源，所以乘客通常只能使用单相逆变器来满足个人设备的电力需求，而不能用于需要三相电源的设备。因此，单相逆变器在火车上扮演着重要的角色，使得乘客能够利用电池为交流电器设备供电。

一文看懂逆变器的17种主要类型

逆变器是将直流电转换为交流电的装置，其类型多样，以下是逆变器的17种主要类型：

按输入源区分：

电压源逆变器：处理恒定直流电压，输出电压由内部开关器件控制。电流源逆变器：处理恒定直流电流，电流不受负载影响。

按输出相位区分：

单相逆变器：适合低负载，标称电压从120V到765kV不等。三相逆变器：提供三相平衡的电流，适合高负载。

按换向技术区分：

线路换向逆变器：在电流零特性时实现换向。强制换向逆变器：需要外部源辅助整流。

按连接方式区分：

串联逆变器：多个逆变器串联连接。并联逆变器：多个逆变器并联连接。桥式逆变器：包括半桥、全桥和三相桥式，各自对应不同的负载条件和工作原理。

按操作模式区分：

独立逆变器：独立于电网运行。并网逆变器：能向电网供电。双峰逆变器：独立与并网模式的结合，灵活应对不同的能源需求。

按输出波形区分：

方波逆变器：输出波形为方波。准正弦波逆变器：输出波形接近正弦波，但有一定失真。纯正弦波逆变器：输出波形为理想的正弦波，但成本较高。多电平逆变器：提供更平滑的波形，是许多实际应用的首选。

这些类型反映了逆变器在不同应用场景中的适应性和效率，选择哪种类型取决于负载需求、电源特性以及对输出波形质量的要求。

逆变器是什么

逆变器是什么?逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。如果你对逆变器是什么还有疑问的话，不妨随我一起来了解下吧！

逆变器是什么

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。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。

逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，可将12V或24V的直流电转换成240V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。

逆变器特点

1、转换效率高、启动快;

2、安全性能好：产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能;

3、物理性能良好：产品采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击;

4、带负载适应性与稳定性强。

逆变器作用

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。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。

广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等 。

简单地说，逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。

逆变器使用范围

1.使用办公设备（如：电脑、传真机、打印机、扫描仪等）

2.使用生活电器（如：游戏机、DVD、音响、摄像机、电风扇、照明灯具等）

3.或需要给电池（手机、电动剃须刀、数码相机、摄像机等电池）充电时

逆变器工作原理

1、全控型逆变器工作原理：为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路，交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。

当逆变器电路接上直流电源后，先由Q11、Q14导通，Q1、Q13截止，则电流由直流电源正极输出，经Q11、L或感、变压器初级线圈图1-2，到Q14回到电源负极。当Q11、Q14截止后，Q12、Q13导通，电流从电源正极经Q13、变压器初级线圈2-1电感到Q12回到电源负极。此时，在变压器初级线圈上，已形成正负交变方波，利用高频PWM控制，两对IGBT管交替重复，在变压器上产生交流电压。由于LC交流滤波器作用，使输出端形成正弦波交流电压。

当Q11、Q14关断时，为了释放储存能量，在IGBT处并联二级管D11、D12，使能量返回到直流电源中去。

2、半控型逆变器工作原理：半控型逆变器采用晶闸管元件。改进型并联逆变器的主电路如图4所示。图中，Th1、Th2为交替工作的晶闸管，设Th1先触发导通，则电流通过变压器流经Th1，同时由于变压器的感应作用，换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。按着Th2被触发导通，因Th2的阳极加反向偏压，Th1截止，返回阻断状态。这样，Th1与Th2换流，然后电容器C又反极性充电。如此交替触发晶闸管，电流交替流向变压器的初级，在变压器的次级得到交流电。

在电路中，电感L可以限制换向电容C的放电电流，延长放电时间，保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间，而不需容量很大的电容器。D1和D2是2只反馈二极管，可将电感L中的能量释放，将换向剩余的能量送回电源，完成能量的反馈作用。

逆变器分类

1、按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为50～60Hz的逆变器;中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz;高频逆变器的频率一般为十几kHz到MHz。

2、按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

3、按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器;凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。

4、按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。

5、按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。

6、按直流电源分，可分为电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)。前者，直流电压近于恒定，输出电压为交变方波;后者，直流电流近于恒定，输也电流为交变方波。

7、按逆变器输出电压或电流的波形分，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。

8、按逆变器控制方式分，可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。

9、按逆变器开关电路工作方式分，可分为谐振式逆变器，定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。

10、按逆变器换流方式分，可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。

逆变器价格

300瓦是750元左右，600瓦1300元左右，也有价格低一些的。 逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。

注：此价格仅供参考！由于地域不同，当然价格也会有所差异。

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