正弦波逆变器设计书籍



正弦波逆变器正弦波逆变器介绍

正弦波逆变器是一种能够输出正弦波电流的逆变器，以下是关于正弦波逆变器的详细介绍：

工作原理：正弦波逆变器的工作原理是将直流电转换为交流电，并且这种交流电的电流波形与正弦波相似。正弦波是交流电的一种理想波形，因为它能够平稳地变化，不会突然跳跃或产生谐波，这对于大多数电器设备的正常运行至关重要。

优势：正弦波逆变器的主要优势在于它能够确保设计为接受正弦波电源的电器正常运行。使用正弦波逆变器，电器性能不会因电源类型而引起变化，指标也不会出现偏差。这对于需要精确控制电流和电压的电器设备尤为重要，如医疗设备、精密仪器等。

效率与兼容性：虽然正弦波逆变器在效率上可能稍逊于方波逆变器，但它在适用性和电器保护上更具优势。方波逆变器虽然高效，但可能不适用于所有电器，且可能导致电器性能受损。正弦波逆变器则能够提供更广泛和可靠的电器支持，确保电器的安全和稳定运行。

应用场景：正弦波逆变器广泛应用于各种需要高质量交流电源的场景，如家庭备用电源、户外活动电源、船舶电源等。在这些场景中，电器设备的正常运行对于人们的生活和工作至关重要，因此正弦波逆变器成为了一个不可或缺的选择。

修正弦波能带动家用电器？可以用？

正弦波逆变器确实可以带动家用电器，不过市场上正弦波逆变器的数量并不算多，多数家用电器依然使用方波逆变器供电。正弦波逆变器能提供更加稳定的电流，适合需要高质量电源的设备，比如医疗设备、精密仪器等。而方波逆变器由于成本较低，更适用于家用电器，比如电视、冰箱、洗衣机等。

家用电器通常设计时会考虑兼容不同类型的逆变器，因此即使大部分家用电器采用方波逆变器供电，它们也能够正常工作。当然，使用正弦波逆变器供电，可以减少电器因电压波动引起的故障，延长电器的使用寿命。因此，虽然正弦波逆变器的使用范围相对较小，但在特定场景下，它仍然是一个值得考虑的选择。

值得注意的是，正弦波逆变器和方波逆变器在供电质量上存在差异。正弦波逆变器能够提供更平滑、稳定的电流，这对于敏感的电子设备尤为重要。而方波逆变器虽然价格更为亲民，但其输出的电流波形较为粗糙，可能会对某些电器产生不利影响。

对于需要长时间稳定运行的电器，如电脑、音响设备等，使用正弦波逆变器能够确保其性能稳定，减少因电压波动导致的故障。而对于大部分家用电器，方波逆变器已经能够满足其基本需求，无需特别更换为正弦波逆变器。

综上所述，虽然市场上正弦波逆变器的数量不多，但其确实在特定场合下具有不可替代的优势。对于那些对电源质量有更高要求的用户来说，正弦波逆变器仍然是一个值得投资的选择。

逆变器滤波器设计（变频器输出滤波）

逆变器滤波器设计（变频器输出滤波）

逆变器滤波器设计是确保变频器输出波形质量的关键环节，特别是在变频器驱动电动机时，滤波器的设计直接关系到电动机的运行稳定性和寿命。以下是对逆变器滤波器设计的详细分析：

一、滤波器类型选择

LC滤波器（正弦波滤波器）：

结构：由串联电抗L和并联电容C构成。

适用场景：主要用于电压源逆变器，特别是当逆变器直接为负荷供电（如UPS）时。此时，只要电压纹波系数小于一定值，负荷就能承受，因此可以省去一组电感。

LCL滤波器：

结构：头部是一组电感串联，中间部分是并联的安规电容，尾部又串联了一组电感。

适用场景：主要用于电流源逆变器，特别是当逆变器与电网相连接时。但需注意LCL滤波器存在两个谐振点，控制参数需精心设计以避免谐振。

二、滤波器设计原理

正弦波滤波器原理：

正弦波滤波器的作用是将变频器输出的PWM波形转变成正弦波，从而避免PWM波形在电动机端产生的过冲电压对电动机绝缘造成损伤。

滤波器通过串联电抗L和并联电容C的组合，形成低通滤波器，滤除PWM波形中的高频谐波成分，使输出电压接近正弦波。

截止频率的选择：

截止频率f=1/（2πLC），是滤波器设计的重要参数。通过选择合适的截止频率，可以滤除PWM波形中的大部分谐波，使输出电压U0近似为正弦波。

截止频率的选择需根据变频器的载波频率fc来确定，通常选择截止频率低于fc的某个值，以确保大部分谐波被滤除。

三、滤波器参数设计

电抗L的选择：

电抗L的大小直接影响输出电压的畸变率和输出电压的降低程度。增大电抗值可以降低输出电压的畸变率，但也会降低输出电压。

因此，在设计时需根据电动机的容量和额定电流来选择合适的电抗值，并留有一定的电流余量。

电容C的选择：

电容C的大小同样影响输出电压的质量和成本。增大电容值可以提高输出电压质量，但也会增加成本，并且输出电压也会有所降低。

电容值的选择需与电抗值和变频器的载波频率相匹配，以确保滤波效果最佳。

四、设计实例

以额定功率315kW、功率因数0.8的电动机为例，进行滤波器参数设计：

计算额定工作电流：

根据电动机的额定功率和功率因数，计算出额定工作电流。

选择电抗L：

根据额定工作电流和留有的电流余量，选择合适的电抗值。

选择电容C：

根据电抗值和变频器的载波频率，选择合适的电容值。

五、注意事项

谐振问题：

对于LCL滤波器，需特别注意谐振问题。在设计时需精心选择控制参数，以避免发生谐振。

背景谐波电压：

如果系统较弱，背景谐波电压可能会通过系统阻抗与LCL滤波器的电容C发生谐振。此时，可以在电容C上串联一个电阻，或者采用虚拟阻抗的方法来解决。

滤波器安装：

滤波器应安装在变频器与电动机之间的电缆上，以确保滤波效果最佳。同时，需注意滤波器的接地和散热问题。

六、展示

以上是对逆变器滤波器设计的详细分析，包括滤波器类型选择、设计原理、参数设计、设计实例和注意事项等方面。通过合理的滤波器设计，可以确保变频器输出的波形质量，保护电动机免受损伤，提高系统的稳定性和可靠性。

纯正弦波逆变器与修正正弦波逆变器的区别

纯正弦波逆变器与修正正弦波逆变器的区别：

一、操作模式

修正正弦波逆变器：使用修正电路来调整输出波形。在交流电传输到设备的过程中，会每隔一段时间进行一些调整，这会导致电流流动存在微小的“抖动”。纯正弦波逆变器：波形是连续平滑的，无需修改。其输出的交流电波形与电网提供的标准正弦波非常接近。

二、效率

修正正弦波逆变器：由于需要在电流流动时修改输出波形，会消耗一部分产生的功率，从而减少发送到电器的功率。这种“抖动”的电源可能会影响设备的性能，导致大多数现代电器无法平稳运行。纯正弦波逆变器：无需修改交流波形，因此能够无故障地为设备提供电力，确保设备以最佳状态运行。

三、成本

修正正弦波逆变器：成本相对较低。这主要是因为其技术相对简单，不需要像纯正弦波逆变器那样提供额外的功能和更高的性能。纯正弦波逆变器：成本较高。随着新技术和改进技术的出现，纯正弦波逆变器不仅提供了更平滑的波形，还增加了许多其他功能，如更高的效率、更好的兼容性和更长的使用寿命。

四、功能和兼容性

修正正弦波逆变器：并非所有电器都可以在修正正弦波逆变器上正常工作。一些对电源波形要求较高的设备，如医疗设备、微波炉和变速电机等，可能无法运行或性能受损。纯正弦波逆变器：设计为与所有电器兼容。由于纯正弦波逆变器输出的波形与电网提供的标准正弦波非常接近，因此能够确保所有电器以最佳状态运行。

五、速度和声音

修正正弦波逆变器：由于需要修改波形，可能会花费一定的时间，并且在修改过程中可能会产生噪音和热量。纯正弦波逆变器：运行更冷（不易过热），并且噪音更低。此外，由于无需修改波形，纯正弦波逆变器在电流传输方面更快，能够更快地响应设备的需求。

综上所述，纯正弦波逆变器和修正正弦波逆变器在操作模式、效率、成本、功能和兼容性以及速度和声音等方面存在显著差异。选择哪种逆变器取决于具体的应用场景和需求。如果设备对电源波形要求较高或需要长时间稳定运行，建议选择纯正弦波逆变器；如果预算有限或对电源波形要求不高，修正正弦波逆变器也是一个可行的选择。

纯正弦波和修正弦波逆变器有什么区别

纯正弦波逆变器和修正弦波逆变器在电路结构、输出质量、适用范围及成本上存在显著差异：

电路结构：

纯正弦波逆变器：采用更复杂的电路设计和更高级的元件，确保输出严格的正弦波。修正弦波逆变器：电路相对简化，使用成本较低的元件，导致输出波形经过修正后接近正弦波。

输出质量：

纯正弦波逆变器：输出电能质量高，波形稳定纯净，适合对电力质量要求高的场合。修正弦波逆变器：输出波形虽接近正弦波，但在某些设备上的应用可能不够理想，存在轻微的波形失真。

适用范围：

纯正弦波逆变器：适用于需要高电力质量的敏感电子设备，如精密设备、医疗设备等。修正弦波逆变器：更适合对电力质量要求不高的普通家用电器，如灯泡、电视、风扇等。

成本差异：

纯正弦波逆变器：由于电路设计和元件的差异，制造成本通常高于修正弦波逆变器。修正弦波逆变器：成本较低，适合预算有限的用户。

在选择逆变器时，需要根据实际需求和预算来权衡。如果对电力质量要求极高且预算充足，纯正弦波逆变器是更好的选择；如果需求较为一般或预算有限，修正弦波逆变器可以满足基本需求。

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基本信息

原价:29.00元

作者:（美）马克（Mack，R.A.） 著，谢运祥 等译

出版社:人民邮电出版社

ISBN:9787115164223

页码:202

版次:1

装帧:平装

开本:

出版时间:2007-9-1

印刷时间:2007-9-1

字 数:280000

商品标识:[ProductID]

内容简介

本书以开关电源实用设计为主线，介绍了常用开关电源的主电路和控制电路，并讨论了主电路元器件的参数计算与选择，然后通过应用实例对开关电源的设计和分析进行了剖析。书中主要内容包括：基本开关电路、控制电路、电源输入级、非隔离电路、变压器隔离型变换器、无源器件的选择、半导体的选择、电感的选择、变压器的选择、正弦波逆变器的设计举例、PC离线电源等。

本书结构合理，层次分明，内容深入浅出，通俗易懂。本书适用于开关电源初学者和开关电源从业者,也适合电气工程及其自动化专业、

目录

第1章 基本开关电路

1.1 储能基本原理

1.2 Buck变换器

1.3 Boost变换器

1.4 反相Boost变换器

1.5 Buck Boost变换器

1.6 变压器隔离型变换器

1.7 同步整流

1.8 电荷泵

第2章 控制电路

2.1 基本控制电路

2.2 误差放大器

2.3 误差放大器的补偿

2.4 测试次序

2.5 典型的电压模式PWM控制器

2.6 电流模式控制

2.7 典型的电流模式PWM控制器

2.8 电荷泵电路

2.9 多相PWM控制器

2.10 谐振模式控制器

第3章 电源输入级

3.1 离线运行

3.2 射频干扰抑制

3.3 安规事项

3.4 功率因数校正

3.5 浪涌电流

3.6 保持时间

3.7 输入整流

3.8 输入储能电容特性

第4章 非隔离电路

4.1 通用设计方法

4.2 Buck变换器设计

4.3 Boost变换器设计

4.4 反相变换器设计

4.5 升/降压电路设计

4.6 电荷泵设计

4.7 布线

第5章 变压器隔离型变换器

5.1 反馈原理

5.2 反激电路

5.3 实用反激电路设计

5.4 离线式反激电路设计范例

5.5 非隔离式反激电路设计范例

5.6 正激电路

5.7 实用正激变换器设计

5.8 离线式正激变换器设计范例

5.9 非隔离式正激变换器设计范例

5.10 推挽电路

5.11 实用推挽电路设计

5.12 半桥电路

5.13 实用半桥电路设计

5.14 全桥电路

第6章 无源器件的选择

6.1 电容的特性

6.2 铝电解电容

6.3 固体钽电容和铌电容

6.4 固体聚合物电解电容

6.5 多层陶瓷电容

6.6 薄膜电容

6.7 电阻的特性

6.8 碳膜电阻

6.9 薄膜电阻

6.10 绕线电阻

第7章 半导体的选择

7.1 二极管的特性

7.2 结型二极管

7.3 肖特基二极管

7.4 净化

7.5 双极型晶体管

7.6 功率场效应晶体管

7.7 栅极驱动

7.8 安全工作区和雪崩击穿额定值

7.9 同步整流

7.10 电流检测功率MOS场效应管

7.11 封装的选择

7.12 绝缘栅双极型晶体管

第8章 电感的选择

8.1 实际电感的特性

8.2 磁心的特性

8.3 环形扼流圈中磁粉心的设计

8.4 Boost变换器中磁心的选择

第9章 变压器的选择

9.1 变压器的特性

9.2 安全问题

9.3 实际制作的考虑

9.4 正激变压器磁心的选择

9.5 反激磁心的实际考虑

9.6 反激“变压器”磁心的选择

第10章 正弦波逆变器的设计举例

10.1 设计要求

10.2 设计描述

10.3 前置调节器的详细设计

10.4 输出变换器详细设计

10.5 H桥的详细设计

10.6 桥驱动的详细设计

第11章 PC离线式电源

11.1 规格要求

11.2 电源的输入部分

11.3 直流-直流变换器

11.4 二极管的选择

11.5 电感设计

11.6 电容设计

11.7 变压器设计

索引

求一个1000W的逆变器电路，1500W也可以

一个1000W至1500W的逆变器电路，可以考虑以下自制方案：

一、电路类型选择

逆变类型：为了获得更好的电力输出质量，建议选择正弦波逆变器，相较于方波逆变器，正弦波逆变器能提供更稳定、更干净的电力，适用于大多数电器设备。

二、主要组件

功率模块：选择能够承受至少1000W至1500W功率的逆变器功率模块，这是逆变器的核心部件，负责将直流电转换为交流电。输入电源：一个稳定的12V直流电源，作为逆变器的输入。滤波电路：用于平滑输出电压，减少谐波分量，提高电力质量。控制电路：用于控制逆变器的开关动作，产生稳定的交流输出。

三、电路设计

输入滤波：在直流输入端加入滤波电容，以减少输入电压的波动。逆变桥：使用功率半导体器件构成逆变桥，将直流电转换为交流电。输出滤波：在交流输出端加入电感和电容组成的滤波器，以平滑输出电压波形，接近正弦波。控制电路：设计控制电路，以产生稳定的PWM信号，控制逆变桥的开关动作，从而调节输出电压和频率。保护电路：加入过流、过压、欠压等保护电路，确保逆变器在异常情况下能够安全停机。

四、注意事项

安全第一：在设计和制作逆变器时，务必注意电气安全，避免触电和短路等危险情况。散热设计：逆变器在工作时会产生热量，因此需要合理设计散热系统，确保逆变器能够长时间稳定运行。调试与测试：在逆变器制作完成后，需要进行详细的调试和测试，确保输出电压、频率和功率等参数满足要求。

五、总结

自制一个1000W至1500W的逆变器电路需要一定的电子技术和电气知识，并且需要仔细设计和调试。如果对电子技术不熟悉，建议寻求专业人士的帮助或购买现成的逆变器产品。

为什么逆变器要用spwm技术?

逆变器采用SPWM技术的原因在于其能显著提升输出正弦波的纯净度和效率。以下是具体解释：

提高正弦波质量：

普通PWM技术通过固定幅值的调制波与三角载波相交产生方波输出，这种方式的输出波形含有丰富的高次谐波，正弦波质量受限。SPWM技术则通过正弦规律变化的占空比，结合三角波载波生成SPWM信号，经过滤波后能够产出低谐波、高纯净度的正弦波。

减少谐波产生：

SPWM技术利用计算机和单片机的计算能力，实现占空比和频率的精准调整，有效避免了谐波的产生。这使得逆变器输出的正弦波更加平滑，减少了因谐波带来的电能质量问题和设备损耗。

提升效率和稳定性：

SPWM技术能够显著提高逆变器的效率和稳定性，特别是在对谐波要求严格的场合，如电能质量领域。通过优化逆变器输出的正弦波质量，SPWM技术使得逆变器在电机控制、电能变换及电力并网等领域的应用更加广泛和高效。

技术实现灵活：

SPWM技术的实践操作涉及硬件和软件两部分，硬件上通过比较三角波与正弦波生成SPWM信号，软件上利用单片机输出PWM波并通过定时器或Epwm模块生成三角波。这种技术实现的灵活性使得SPWM技术能够适应不同应用场景的需求，进行定制化设计。

综上所述，逆变器采用SPWM技术能够显著提升输出正弦波的纯净度和效率，减少谐波产生，提升效率和稳定性，并且技术实现灵活，是现代电力电子技术中不可或缺的核心技术之一。

修正正弦波逆变器概述

修正正弦波逆变器是一种通过调整输出波形，改善原有方波逆变器不足的电源转换设备。以下是关于修正正弦波逆变器的详细概述：

一、输出波形

波形特点：修正正弦波逆变器通过延长正向最大值到负向最大值的时间间隔，改善了方波的连续性，减少了死区。但相较于纯正弦波，其波形仍带有一定的折线特征。谐波失真：修正正弦波逆变器仍属于方波范畴，存在一定的谐波失真，可能对精密设备和通信设备造成影响。

二、技术特点

电路设计：修正正弦波逆变器通常采用非隔离耦合电路，相较于纯正弦波逆变器的隔离耦合设计，成本和重量有所降低。效率提升：采用PWM脉宽调制技术，降低了系统的功率损耗，提升了效率，可达90%。软启动功能：具备软启动功能，提高了逆变器的可靠性和稳定性。

三、应用场景

成本效益：修正正弦波逆变器在成本效益和效率上有所提升，适用于对用电质量要求不是非常严格的场合。限制场景：对于用电质量要求严格的场合，特别是涉及精密设备或通信设备的使用，可能仍需考虑其谐波失真问题。

综上所述，修正正弦波逆变器是一种在成本效益和效率上有所提升的电源转换设备，但在选择时需要根据具体应用需求权衡各种因素。

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