無源逆變的工程應(yīng)用

1、無源逆變的工程應(yīng)用逆變電源設(shè)計概要大家知道，市電或其他的交流電可以通過二極管或可控硅的單向?qū)щ娦哉鞒芍绷麟姽┙o需要使用直流電的場合。這種把交流電變換成直流電的過程我們叫做整流，也叫做順變。那么逆變呢？我們自然地就會想到，應(yīng)該就是把直流電變換成交流電的過程。逆變電源就是相對于整流器而言通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷把直流電變換成交流電的這么一個裝置。逆變電源也叫做逆變器，下面分單元地講一下逆變器主要的單元電路。主要內(nèi)容為：一電池輸入電路二輔助電源電路1. 12V 電池輸入的輔助電源電路2. 24V-48V 電池輸入的輔助電源電路3. 多路隔離輔助電源電路三高頻逆變器前級電路的設(shè)計1. 閉環(huán)

2、前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計2. 準開環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計四高頻逆變器后級電路的設(shè)計1. 米勒電容對高壓MOS 管安全的影響及其解決辦法2. IR2110 應(yīng)用中需要注意的問題3. 正弦波逆變器LC 濾波器的參數(shù)五逆變器的部分保護電路1. 防反接保護電路2. 電池欠壓保護3. 逆變器的過流短路保護電路的設(shè)計4. IGBT 的驅(qū)動和短路保護一電池輸入電路逆變器大多用在車載上，利用汽車上的蓄電池和發(fā)電機組成的低壓直流供電系統(tǒng)供電。這個系統(tǒng)上往往還給其他的用電器供電，所以有必要在逆變器的輸入端設(shè)計一個輸入電路保證能濾除大部分來自直流供電系統(tǒng)的紋波和干擾，同時也濾除逆變器對直流供電系統(tǒng)上其他用電器的干擾

3、。輸入電路一般由LC 構(gòu)成，如上圖所示：輸入電路設(shè)計中需要注意的是 L 要能過足夠的電流不會飽和和過熱。LC 的參數(shù)還要能起到濾波效果。在實際的電路中也往往在節(jié)省成本或要求不高時省去 L.二輔助電源電路。逆變器除了功率變換回路外，還包含了小信號部分的供電，例如PWM 信號芯片的12V 供電，運放的單電源或雙電源供電，單片機的5V 或3.3V 供電等。對上述電路提供一個穩(wěn)定的純凈的電源供電在逆變器中也顯得很重要。1. 12V 電池輸入的輔助電源電路對于 12V 電池供電的逆變器，一般經(jīng)過一級RC 濾波給PWM 芯片如TL494,SG3525 等供電即可。需要注意的是R 的壓降控制在0.5V-1V

4、 比較合適，因為一般PWM 芯片最低工作電壓在8V 左右，為了使電池在10V 電壓時還能工作，R 上的壓降不能過大。還有PWM 芯片供電電壓過低容易引起不工作或?qū)β蔒OS 管驅(qū)動不足。在要求比較高的情況下可以先把 10-15V 的電池電壓升壓到15V,再_用L7812 降壓到穩(wěn)定的12V 給PWM 芯片供電，電路如下：上圖中 BT 為來自12V 電池，電壓變動范圍為10-15V.采用了MC34063 單片DCDC 芯片比較簡單經(jīng)濟地實現(xiàn)了上述功能。2. 24V-48V 電池輸入的輔助電源電路在輸入 24V 以上的逆變器中，要是用L7812,LM317 之類的線性降壓會造成比較大的發(fā)熱損耗，因

5、此本人設(shè)計了一個自激開關(guān)式降壓電路，現(xiàn)在介紹給大家：在這個電路中，BT 輸入電壓范圍可以達到15-60V,而輸出穩(wěn)定在12V.Q6 也可以用P型的MOS 管。下面來講一下這個電路的工作原理，電路起動的瞬間，電源通過R13 提供Q6 足夠大的基極電流，Q6 飽和導(dǎo)通，其集電極電流一部分通過L1 給C15 充電供給負載，一部分儲存在L1 里。當C15 兩端的電壓超過15V 時Q7 導(dǎo)通，Q5 也導(dǎo)通導(dǎo)致Q6 的基極電位上升，電流減小，C11 的上端的電位下降，由于 C11 兩端的電壓不能突變，Q5 基極的電位繼續(xù)迅速下降，Q6 的基極電位迅速上升直到快速關(guān)斷，Q6 關(guān)斷后L1 的儲能通過續(xù)流二極管

6、D2 釋放給C15 和負載，然后開始下一個周期的循環(huán)。3. 多路隔離輔助電源電路對于需要一路或多路隔離輔助電源供電的時候，一般采用反激式開關(guān)電源供電比較好實現(xiàn)，如下圖，這里就不詳細介紹了。三高頻逆變器前級電路的設(shè)計逆變器前級電路一般采用推挽結(jié)構(gòu)，這里主要講解下開環(huán)和閉環(huán)的問題。供分析的電路如下：1. 閉環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計逆變器前級無論是開環(huán)還是閉環(huán)只是變壓器的匝比和反饋環(huán)路的參數(shù)不同而已。比如需要設(shè)計一個輸入12V,變化范圍為10.5-15V，輸出電壓為交流220V50Hz 的高頻修正方波逆變器。如果前級采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)，12V 升壓后的直流電壓穩(wěn)定在270V 比較好，這樣為了使輸入10.5

7、V 時還能輸輸出270V,則變壓器的變比大約為(270+2VD)/(10.5-VDS)/D,其中VD 為高壓整流管的壓降，VDS 為前級MOS 管的壓降，D 為最大占空比。計算出來的結(jié)果大約是28。特別注意的是當前級工作在閉環(huán)狀態(tài)時，比如輸入電壓比較高的話，D1,D3 正端整流出來的脈沖的峰值將超過270V,占空比小于1 需要L1,C11 平滑濾波，所以L1 不能省略，還要足夠大，否則MOS 管發(fā)熱損耗很大。具體計算可根據(jù)正激類開關(guān)電源輸出濾波電感的計算，這里就不再贅述了。2. 準開環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計實際中的逆變器前級往往省略 L1，從電路上看還是閉環(huán)穩(wěn)壓，電壓也是通過R1 進行反饋，又

8、是怎么回事呢？從上面閉環(huán)穩(wěn)壓的計算中可以看出，為了保持輸出的穩(wěn)定，變壓器的變比設(shè)計的比較大。逆變器前后級都穩(wěn)壓當然比較好，但也可以只是后級穩(wěn)壓，后級穩(wěn)壓在AC220V,我們可以把前級直流高壓設(shè)計在最低220V 就可以了，此時占空比為50%。如果前級直流高壓大于220V 我們可以自動把占空比調(diào)小點，這樣輸出交流電也穩(wěn)定在220V 了。用這種方式的話我們的變壓器變比可以按輸入10.5V 時輸出220V 設(shè)計，計算結(jié)果變比大約是22.這樣輸入10.5-15V 變化時，前級高壓的變動范圍大約是220-320V.如果L1 直接短路，R1 去掉，這樣就是一個純開環(huán)的電路，只是有于變壓器漏感尖峰的存在，在逆

9、變器空載時，前級輸出的直流高壓會虛高，對高壓濾波電容和后級高壓MOS 管的安全不利。我們可以也接上R1 做一個淺閉環(huán)反饋，限制空載高壓在320V,超過320V 時，占空比會被控制到很小，這樣高壓濾波電容和后級高壓MOS 管的安全得到了保證，空載電流也減小了。前級這樣設(shè)計的話，只要帶很小的負載，前級占空比立刻拉到最大，前級直流高壓降到320V 以下。在正弦比逆變器的前級電路中也可以這樣設(shè)計，對于輸入12V 輸出220V 的逆變器來說可以把變壓器的變比設(shè)計在32 左右，這樣前級直流高壓的變化范圍大約在320-420V,通過改變后級SPWM 的調(diào)制度也可以保證后級輸出220V 電壓的穩(wěn)定。四高頻逆變

10、器后級電路的設(shè)計：后級電路的基本功能就是把前級升壓的高壓直流電逆變成交流電。從結(jié)構(gòu)來說全橋結(jié)構(gòu)用得最多。下面以單相正弦波逆變器的后級電路為例講解下，部分電路如下圖：1. 米勒電容對高壓MOS 管安全的影響及其解決辦法我記得以前很多網(wǎng)友提到 IR2110 推動全橋MOS 非常不穩(wěn)定，經(jīng)常莫名奇妙地炸管，往往在低壓試驗時好好的，母線電壓一調(diào)高就炸了，這確實是個令人非常頭疼的問題。我們先來分析一下MOS 管GD 結(jié)電容，也叫米勒電容對半橋上下兩管開關(guān)的影響。供分析的電路如下：圖中C1,C2 分別是Q1,Q2 的GD 結(jié)電容，左邊上下兩個波形分別是Q1,Q2 的柵極驅(qū)動波形。我們先從t1-t2 死區(qū)時

11、刻開始分析，從圖中可以看出這段時間為死區(qū)時間，也就是說這段時間內(nèi)兩管都不導(dǎo)通，半橋中點電壓為母線電壓的一半，也就是說C1,C2 充電也是母線電壓的一半。當驅(qū)動信號運行到t2 時刻時，Q1 的柵極變?yōu)楦唠娖?，Q1 開始導(dǎo)通，半橋中點的電位急劇上升，C2 通過母線電壓充電，充電電流通過驅(qū)動電阻Rg 和驅(qū)動電路放電管Q4，這個充電電流會在驅(qū)動電阻Rg 和驅(qū)動電路放電管Q4 上產(chǎn)生一個毛刺電壓，請看圖中t2 時刻那條紅色的豎線。如果這個毛刺電壓的幅值超過了Q2 的開啟電壓Qth，半橋的上下兩管就共通了。有時候上下兩管輕微共通并不一定會炸管，但會造成功率管發(fā)熱，在母線上用示波器觀察也會看到很明顯的干擾毛

12、刺。只有共通比較嚴重的時候才會炸管。還有一個特性就是母線電壓越高毛刺電壓也越高，也越會引起炸管。大家知道了這個毛刺電壓產(chǎn)生的原理，我想就很容易解決這個問提了，主要有三種解決辦法：1） 采用柵極有源鉗位電路?？梢栽贛OS 管的柵極直接用一個低阻的MOS 管下拉，讓它在死區(qū)時導(dǎo)通；2） 采用 RC 或RCD 吸收電路；3） 柵極加負壓關(guān)斷，這是效果最好的辦法，它可以通過電平平移使毛刺電壓平移到源極電平以下，但電路比較復(fù)雜。2. IR2110 應(yīng)用中需要注意的問題IR2110 是IR 公司早期推出的半橋驅(qū)動器，具有功耗小，電路簡單，開關(guān)速度快等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于逆變器的全橋驅(qū)動中。對于DIP16 封裝

13、的IR2110 在正弦波逆變器的應(yīng)用中主要要注意以下幾點：1). 13 腳的邏輯地和2 腳的驅(qū)動地在布線時要分開來走，邏輯地一般要接到5V 濾波電容的負端，再到高壓濾波電容的負端，驅(qū)動地一般要接到12-15V 驅(qū)動電源的濾波電容的負端，再到兩個低端高壓MOS 管中較遠的那個MOS 的源極。如下圖：2). 在正弦波逆變器中因為載波的頻率較高，母線電壓也較高，自舉二極管要使用高頻高壓的二極管。因為載波占空比接近100%，自舉電容的容量要按照基波計算，一般需要取到47-100uF，最好并一個小的高頻電容。3. 正弦波逆變器LC 濾波器參數(shù)的計算要準確計算正弦波逆變器 LC 濾波器的參數(shù)確實是件繁瑣的

14、事，這里我介紹一套近似的簡便計算方法，在實際的檢驗中也證明是可行的。我的想法是SPWM 的濾波電感和正激類的開關(guān)電源的輸出濾波電感類似，只是SPWM 的脈寬是變化的，濾波后的電壓是正弦波不是直流電壓。如果在半個正弦周期內(nèi)我們按電感紋波電流最大的一點來計算我想是可行的。下面以輸出 1000W220V 正弦波逆變器為例進行LC 濾波器的參數(shù)的計算，先引入以下幾個物理量：Udc:輸入逆變H 橋的電壓，變化范圍約為320V-420V;Uo:輸出電壓，0-311V 變化，有效值為220V;D:SPWM 載波的占空比，是按正弦規(guī)律不斷變化的；fsw: SPWM 的開關(guān)頻率，以20kHz 為例；Io:輸出電

15、流，電感的峰值電流約為1.4 Io；Ton：開關(guān)管的導(dǎo)通時間，實際是按正弦規(guī)律不斷變化的；L: LC 濾波器所需的電感量；R:逆變器的負載電阻。于是有：L=( Udc- Uo) Ton/(1.4 Io) （1）D= Uo/ Udc （2）Ton=D/ fsw= Uo/（Udc* fsw） ( 3)Io=Uo/R (4)綜合(1),(3),(4)有：L=（Udc- Uo)* Uo/(1.4 Io* Udc* fsw)=R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)例如，一臺輸出功率1000W 的逆變器，假設(shè)最小負載為滿載的15%則,R=220*220/(1000*15%)=323從 L= R(1-U

16、o/Udc)/(1.4 fsw)可以看出，Uo=Udc 的瞬間L=0,不需要電感；Uo 越小需要的L 越大我們可以折中取當Uo=0.5Udc 時的L=323*(1-0.5)/(1.4 *20000)=5.8 mH這個值是按照輸出15% Io 時電感電流依然連續(xù)計算的，所以比較大，可以根據(jù)逆變器的最小負載修正，如最小負載是半載500W，L 只要1.7 mH 了。確定了濾波電感我們就可以確定濾波電容 C 了，濾波電容C 的確定相對就比較容易，基本就按濾波器的截止頻率為基波的5-10 倍計算就可以了。其計算公式為f =1/ 2 LC五逆變器的部分保護電路1. 防反接保護電路：如果逆變器沒有防反接電路

17、，在輸入電池接反的情況下往往會造成災(zāi)難性的后果，輕則燒毀保險絲，重則燒毀大部分電路。在逆變器中防反接保護電路主要有三種:1). 反并肖特基二極管組成的防反接保護電路,基本電路如下圖：由圖中可以看出，當電池接反時，肖特基二極管 D 導(dǎo)通，F(xiàn) 被燒毀。如果后面是推挽結(jié)構(gòu)的主變換電路，兩推挽開關(guān)MOS 管的寄生二極管的也相當于和D 并聯(lián)，但壓降比肖特基大得多，耐瞬間電流的沖擊能力也低于肖特基二極管D，這樣就避免了大電流通過MOS管的寄生二極管，從而保護了兩推挽開關(guān)MOS 管。這種防反接保護電路結(jié)構(gòu)簡單，不會影響效率，但保護后會燒毀保險絲F,需要重新更換才能恢復(fù)正常工作。2)采用繼電器的防反接保護電路

18、,基本電路如下圖：由圖中可以看出，如果電池接反，D 反偏，繼電器K 的線圈沒有電流通過，觸點不能吸合，逆變器供電被切斷。這種防反接保護電路效果比較好，不會燒毀保險絲F，但體積比較大，繼電器的觸點的壽命有限。3)采用MOS 管的防反接保護電路,基本電路如下圖：圖中 D 為防反接MOS 的寄生二極管，便于分析原理畫出來了。當電池極性未接反時，D 正偏導(dǎo)通，Q 的GS 極由電池正極經(jīng)過F,R1,D 回到電池負極得到正偏而導(dǎo)通。Q 導(dǎo)通后的壓降比D 的壓降小得多，所以Q 導(dǎo)通后會使D 得不到足夠的正向電壓而截至；當電池極性接反時，D 會由于反偏而截至，Q 也會由于GS 反偏而截至，逆變器不能啟動。這種

19、防反接保護電路由于沒有采用機械觸點開關(guān)而具有比較長的使用壽命，也不會像反并肖特基二極管組成的防反接保護電路那樣燒毀保險絲F.因而得到廣泛應(yīng)用，缺點是MOS導(dǎo)通時具有一定的損耗。但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，低導(dǎo)通內(nèi)阻的MOS 管層出不窮，像我們銳駿半導(dǎo)體新出的RU4099,40V 的耐壓，200A 的電流容量，低到2.8m的導(dǎo)通內(nèi)阻，足夠暢通無阻地通過比較大的電流還保持比較低的損耗。2. 電池欠壓保護：為了防止電池過度放電而損壞電池，我們需要讓電池在電壓放電到一定電壓的時候逆變器停止工作，需要指出的一點是，電池欠壓保護太靈敏的話會在啟動沖擊性負載時保護。這樣逆變器就難以起動這類負載了，尤其在電池電

20、量不是很充足的情況下。請看下面的電池欠壓保護電路?？梢钥闯鲞@個電路由于加入了 D1,C1 能夠使電池取樣電壓快速建立，延時保護。3. 逆變器的過流短路保護電路的設(shè)計：大家知道，逆變器的過流短路保護電路在逆變器的安全中是至關(guān)重要的，如果沒有過流短路保護逆變器很可能會因為過流短路而燒毀。下面先來分析一下負載的特性，現(xiàn)實生活中的負載大多數(shù)是沖擊性負載，例如熾燈泡，在冷態(tài)時的電阻要比點亮時低很多，像電腦，電視機等整流性負載，由于輸入的交流電經(jīng)過整流后要用一個比較大的電容濾波，因而沖擊電流比較大。還有冰箱等電機感性負載，電機從靜止到正常轉(zhuǎn)動也需要用電力產(chǎn)生比較大的轉(zhuǎn)矩因而起動電流也比較大。如果我們的逆變

21、器只能設(shè)定一個能長期工作的額定輸出功率的話，在起動功率大于這個額定輸出功率的負載就不能起動了，這就需要按照起動功率來配備逆變器了，這顯然是一種浪費。實際中，我們在設(shè)計過流短路保護電路時我們會設(shè)計兩個保護點，額定功率和峰值功率。一般峰值功率設(shè)定為額定功率2-3 倍。時間上額定功率是長時間工作不會保護的，峰值功率一般只維持到幾秒就保護了。下面以本人設(shè)計的過流短路保護電路為例講解下：R5 為全橋高壓逆變MOS 管源極的高壓電流取樣電阻，我們可以這么理解，高壓電流的大小基本上決定了輸出功率的大小，所以我們用R5 檢測高壓電流的大小。圖中LM339的兩個比較器單元我們分別用來做過流和短路檢測。先看由 I

22、C3D 及其外圍元件組成的過流保護電路，IC3D 的8 腳設(shè)定一個基準電壓，由R33,VR4,R56,R54 分壓決定其值U8=5*(R33+VR4)/( R33+VR4 +R56+R54)。當R5 上的電壓經(jīng)過R24,C17 延時后超過8 腳電壓14 腳輸出高電平通過D7 隔離到IC3B 的5 腳。4 腳兼做電池欠壓保護，正常時5 腳電壓低于4 腳，過流后5 腳電壓高于4 腳，2 腳輸出高電平控制后級的高壓MOS 關(guān)斷，當然也可以控制前級的MOS 一起關(guān)斷。D8 的作用是過流短路或電池欠壓后正反饋鎖定2 腳為高電平。再看 IC3C 組成的短路保護電路，原理和過流保護差不多，只是延時的時間比較

23、短，C19的容量很小，加上LM339 的速度很快，可以實現(xiàn)短路保護在幾個微秒內(nèi)關(guān)斷，有效地保護了高壓MOS 管的安全。順便說的一點是短路保護點要根據(jù)MOS 管的ID，安全區(qū)域和回路雜散電阻等參數(shù)設(shè)計。一般來說電流在ID 以內(nèi)，動作時間在30 微秒以內(nèi)是比較安全的。4IGBT 的驅(qū)動和短路保護：IGBT 作為一種新型的功率器件，具有電壓和電流容量高等優(yōu)點，開關(guān)速度遠高于雙極型晶體管而略低于MOS 管，因而廣泛地應(yīng)用在各種電源領(lǐng)域里，在中大功率逆變器中也得到廣泛應(yīng)用。IGBT 的缺點，一是集電極電流有一個較長時間的拖尾關(guān)斷時間比較長，所以關(guān)斷時一般需要加入負的電壓加速關(guān)斷；二是抗DI/DT 的能力

24、比較差，如果像保護MOS 管一樣在很大的短路電流的時候快速關(guān)斷MOS 管極可能在集電極引起很高的DI/DT，使UCE由于引腳和回路雜散電感的影響感應(yīng)出很高的電壓而損壞。IGBT 的短路保護一般是檢測CE 極的飽和壓降實現(xiàn)，當集電極電流很大或短路時，IGBT 退出飽和區(qū)，進入放大區(qū)。上面說過這時我們不能直接快速關(guān)斷IGBT,我們可以降低柵極電壓來減小集電極的電流以延長保護時間的耐量和減小集電極的DI/DT。如果不采取降低柵極電壓來減小集電極的電流這個措施的話一般2V 以下飽和壓降的IGBT 的短路耐量只有5S；3V 飽和壓降的IGBT 的短路耐量大約10-15S，4-5 V 飽和壓降的IGBT的

25、短路耐量大約是30S。還有一點，降柵壓的時間不能過快，一般要控制在2S 左右，也就是說為了使集電極電流從很大的短路電流降到過載保護的1.2-1.5 倍一般要控制在2S 左右，不能過快，在過載保護的延時之內(nèi)如果短路消失的話是可以自動恢復(fù)的，如果依然維持在超過過載保護電流的話由過載保護電路關(guān)斷IGBT.所以IGBT 的短路保護一般是配合過載保護的，下面是一個TLP250 增加慢降柵壓的驅(qū)動和短路保護的應(yīng)用電路圖：上圖中電路正常工作時，ZD1 的負端的電位因D2 的導(dǎo)通而使ZD1 不足以導(dǎo)通，Q1，截止；D1 的負端為高電平所以Q3 也截止。C1 未充電，兩端的電位為0。IGBTQ3 短路后退出飽和

26、狀態(tài)，集電極電位迅速上升，D2 由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止。當驅(qū)動信號為高電平時，ZD1被擊穿，C2 能夠使Q1 的開通有一小段的延時，使得Q3 導(dǎo)通時可以有一小段的下降時間，避免了正常工作時保護電路的誤保護。ZD1 被擊穿后Q1 由于C2 的存在經(jīng)過一段很短的時間后延時導(dǎo)通，C1 開始通過R4,Q1 充電，D1 的負端電位開始下降，當D1 的負端電位開始下降到D1 與Q3be 結(jié)的壓降之和時Q3 開始導(dǎo)通，Q2,Q4 基極電位開始下降，Q3 的柵極電壓也開始下降。當C1 充電到ZD2 的擊穿電壓時ZD2 被擊穿，C1 停止充電，降柵壓的過程也結(jié)束，柵極電壓被鉗位在一個固定的電平上。Q3 的集電極電流也被

27、降低到一個固定的水平上。逆變器基礎(chǔ)知識大收羅 逆變器（Inverter，逆向變壓器件）是一種直流到交流（DC to AC）的變壓器，可將可變直流輸出轉(zhuǎn)換成清潔220V正弦 50Hz 或 其他類型交流電，可用于各類設(shè)備，最大限度地滿足移動供電場所或無電地區(qū)用戶對交流電源的需要。廣泛用在通訊、工業(yè)設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、軍用車載、醫(yī)療救 護車、警車、船舶、太陽能及風能發(fā)電領(lǐng)域。逆變器的用途第一，逆變器是商業(yè)電網(wǎng)或地方電網(wǎng)的關(guān)鍵組件。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人類社會對能源的需求量越來越大，石油資源的緊缺及其價格的日益攀 升，以及傳統(tǒng)能源使用面臨污染環(huán)境等諸多問題使人們轉(zhuǎn)向?qū)η鍧嵞茉矗▏鴥?nèi)資源豐富的

28、太陽能/風能）的發(fā)展。逆變器是整個太陽能/風能系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，可將 由太陽能/風能獲得的可變直流輸出轉(zhuǎn)換成清潔正弦 50 或 60Hz 電流，從而滿足我們對在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，非常適用于為商業(yè)電網(wǎng)或地方電網(wǎng)提供電源。第二，滿足“移動”時代的需求隨著現(xiàn)在人們生活方式的改變，高節(jié)奏，高快捷的生活需求在日益的擴大，于是現(xiàn)在的3C產(chǎn)品，更多的數(shù)碼產(chǎn)品都在朝著這樣的方向發(fā)展著，于是我們 處了一個 “移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂的生活中。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常環(huán)境中 不可或缺的220伏交流電，逆變器就可以滿足我們

29、的這種需求。逆變器的工作原理逆變器的工作原理其實就是一個低壓直流轉(zhuǎn)換為高壓交流的過程。其直流電壓分兩路：一給前級IC供電產(chǎn)生一個KHZ級的控制信號，一路到前級功率 管。下面是從低壓直流轉(zhuǎn)換成高壓交流過程中的3個步驟及每個步驟產(chǎn)生的結(jié)果電流（壓）：步驟1：由控制信號推動功率管不斷開關(guān)使高頻變壓器初級產(chǎn) 生低壓的高頻交流電。產(chǎn)生 電壓低、頻率高的交流電步驟2：通過高頻變壓器輸出高頻交流電再經(jīng)過快速恢復(fù)二極管全橋整流輸出一個高頻的幾 百V直流電到后級功率管。本文由電子元件技術(shù)網(wǎng)()編輯xud，精心收 集，希望對你有用！產(chǎn)生 電壓高、頻率高的交流電步驟3：由后級IC產(chǎn)生50HZ左右的控制信號來控制后級

30、的功率管工作，輸出220V 50HZ的交流電。產(chǎn)生 220V 50HZ 的交流電。下面對比較重要的幾種逆變器進行說明：正弦波逆變器：輸出的是與日常使用電網(wǎng)一樣的正弦波交流電，提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動任何種類的負載，但技術(shù)要求和成本均高。方波逆變器：輸出的是質(zhì)量較差的方波交流電，對負載和逆變器本身會造成劇烈的不穩(wěn)定影響。制作采用簡易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于50年代的水 平，將逐漸退出市場。準正弦波逆變器（屬于方波范疇） ：輸出波形從正向最大值到負向最大值之間有一個時間間隔，波形由折線組成，連續(xù)性不好，但可滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價適中，因而成 為市場中的主流產(chǎn)品。有源逆變

31、器：使電流電路中的電流，在交流側(cè)與電網(wǎng)連接而不直接接入負載的逆變器無源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側(cè)不與電網(wǎng)連接 而直接接入負載(即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負載)的逆變器。逆變器關(guān)鍵參數(shù)簡介，資料來自我愛方案網(wǎng)()，不管是消費者使用還是開發(fā)者設(shè) 計，對于逆變器的以下幾個重要參數(shù)都需要熟悉：1、逆變效率。逆變效率是衡量逆變器性能的一個重要參數(shù)，逆變效率值用來表征其自身損耗功率的大小，通常以%來表示。逆變器中逆變效率 直接關(guān)系到系統(tǒng)效率，如果逆變器逆 變效率過低，將嚴重導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽電池方陣的轉(zhuǎn)換效率目前一般不超過18%，且太陽電池的成本較

32、高，如果想提高2%一3 %轉(zhuǎn)換效率非常困難，但提高逆變器逆變效率3%一5%卻是完全可能的。逆變器效率的高低是逆變器性能好壞的一個該要標準，對光伏發(fā)電系統(tǒng)提高發(fā)電量和降低 發(fā)電成本有著重要影響。2、額定輸出容量額定輸出容最是用來表征逆變器向負級供電的能力。額定輸出容最值高，則逆變器帶負載能力越強。額定輸出容量值只是針對 純電阻性負載的一個參考，如果逆變器所帶的負載不為純限性時，逆變器帶負載能力將小于給出的額定輸出容量值。3、輸出電壓穩(wěn)定度輸出電壓穩(wěn)定度是指逆變器輸出電壓的穩(wěn)定能力。逆變器中一般會給出輸入直流電壓在允許波動范圍內(nèi)逆變器輸出電壓的偏 差(通常稱為電壓調(diào)整率)，高性能的逆 變器一般還會

33、給出負載由。0%變化至100%時，逆變器輸出電壓的電壓偏差(通常稱為負載調(diào)整率)。標稱電壓通常指的是開路輸出電壓，也就是不接任何負 載，沒有電流愉出的電壓值。獨立太陽能光伏系統(tǒng)中，蓄電池端電壓在充放電時電壓波動很大，鉛酸蓄電池電壓波動可達標稱電壓的30%左右，所以逆變器要有良 好的輸出電壓穩(wěn)定度，才能保證系統(tǒng)在較大直流輸入范圍內(nèi)工作。4、可靠性太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)運行中，逆變器可靠性是形響系統(tǒng)可靠性的主要因家之一。因為光伏發(fā)電系統(tǒng)一般工作在比較偏遠的艱苦地方， 維護不方便，逆變器必須是可書 的。其可書性要求逆變器具有良好的保護功能，包括逆變器中的過流保護和短路保護功能。在光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行時，

34、由于負載故障、人為誤操作和外界干擾等原 因，引起供電系統(tǒng)電流過大或短路等情況是極有可能發(fā)生的，要提高可靠性，必須要求逆變器要有相關(guān)的保護功能。自動粘貼，原文地址：5、啟動性能啟動性能是指逆變器帶負載啟動的能力和動態(tài)工作的性能。逆變器在額定負級下應(yīng)能保證其正常啟動。一般電阻性負載工作時，逆 變器啟動性能較好。但如果是電感 性負載，如電動機、冰箱、空調(diào)或大功率水泵啟動時，功率可能是額定功率的幾倍以上。通常感性負載啟動時，逆變器將承受較大的浪涌功率。故逆變器的啟動性能 要求在感性或其他負載啟動時，逆變器內(nèi)部器件能承受多次滿負荷啟動而不致使功率器件損壞。6、諧波失真度當逆變器輸出電壓波形為正弦波時或修

35、正波時，除了基波外還含有諧波分量，通常將諧波分量在輸出電壓總波形中的比例稱為諧 波失真度。高次諧波電流會在電感性 負載產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致器件嚴吹發(fā)熱，嚴重的會損壞電氣設(shè)備。一般逆變器會注明其諧波失真度。方波逆變器的諧波失真約為40%，一般只適合于純阻性負載；修正 波逆變器的諧波失真小于20%左右，適合于大部分負載；而正弦波逆變器的諧波失真較小，能適用于所有的交流用電負載。逆變器未來發(fā)展方向社會日益電氣化的現(xiàn)在，各種產(chǎn)品中逆變器的要求也越來越高，需求量也越來越大。那么在逆變器快速發(fā)展的同時，它的發(fā)展趨勢又是怎樣的呢？第一，高頻化。逆變器開關(guān)頻率的提高能夠有效的減少裝置的體積和重量，同時還能夠消除變壓器和電感的音頻噪聲。在改善輸出電壓的動態(tài)響 應(yīng)能力的時候也減小了裝置的體積和質(zhì)量。第二，高性能化。要求它的穩(wěn)壓性能好, 空載及負載時輸出電壓有效值都要穩(wěn)定；另外，波形的質(zhì)量也要求要高。對突加或突減負載時輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)著一特性要好。第三，并聯(lián)及模塊化。現(xiàn) 在的逆變器已經(jīng)向著大功率和可靠性在發(fā)展，所以為了提高系統(tǒng)的可靠性, 就必