逆变电源设计概要
大家知道，市电或其他的交流电可以通过二极管或可控硅的单向导电性整流成直流电供给需要使用直流电的场合。这种把交流电变换成直流电的过程我们叫做整流，也叫做顺变。那么逆变呢？我们自然地就会想到，应该就是把直流电变换成交流电的过程。逆变电源就是相对于整流器而言通过半导体功率开关器件的开通和关断把直流电变换成交流电的这么一个装置。逆变电源也叫做逆变器，下面分单元地讲一下逆变器主要的单元电路。主要内容为：一．电池输入电路
二．辅助电源电路
1. 12V电池输入的辅助电源电路
2. 24V-48V电池输入的辅助电源电路
3. 多路隔离辅助电源电路
三．高频逆变器前级电路的设计
1. 闭环前级变压器匝数比的设计
2. 准开环前级变压器匝数比的设计
四．高频逆变器后级电路的设计
1. 米勒电容对高压MOS管安全的影响及其解决办法
2. IR2110应用中需要注意的问题
3. 正弦波逆变器LC滤波器的参数
五．逆变器的部分保护电路
1. 防反接保护电路
2. 电池欠压保护
3. 逆变器的过流短路保护电路的设计
4. IGBT的驱动和短路保护
一．电池输入电路
逆变器大多用在车载上，利用汽车上的蓄电池和发电机组成的低压直流供电系统供电。这个系统上往往还给其他的用电器供电，所以有必要在逆变器的输入端设计一个输入电路保证能滤除大部分来自直流供电系统的纹波和干扰，同时也滤除逆变器对直流供电系统上其他用电器的干扰。输入电路一般由LC构成，如上图所示：
输入电路设计中需要注意的是L要能过足够的电流不会饱和和过热。LC的参数还要能起到滤波效果。
在实际的电路中也往往在节省成本或要求不高时省去L.
二．辅助电源电路。
逆变器除了功率变换回路外，还包含了小信号部分的供电，例如PWM信号芯片的12V供电，运放的单电源或双电源供电，单片机的5V或3.3V供电等。对上述电路提供一个稳定的纯净的电源供电在逆变器中也显得很重要。
1.12V电池输入的辅助电源电路
对于12V电池供电的逆变器，一般经过一级RC滤波给PWM芯片如TL494,SG3525等供电即可。需要注意的是R的压降控制在0.5V-1V比较合适，因为一般PWM芯片最低工作电压在8V左右，为了使电池在10V电压时还能工作，R上的压降不能过大。还有PWM芯片供电电压过低容易引起不工作或对功率MOS管驱动不足。
在要求比较高的情况下可以先把10-15V的电池电压升压到15V,再用L7812降压到稳定的12V给PWM芯片供电，电路如下：
上图中 BT为来自12V电池，电压变动范围为10-15V.采用了MC34063单片DCDC芯片比较简单经济地实现了上述功能。
2. 24V-48V电池输入的辅助电源电路
在输入24V以上的逆变器中，要是用L7812,LM317之类的线性降压会造成比较大的发热损耗，因此本人设计了一个自激开关式降压电路，现在介绍给大家：
在这个电路中，BT输入电压范围可以达到15-60V,而输出稳定在12V.Q6也可以用P 型的MOS管。
下面来讲一下这个电路的工作原理，电路起动的瞬间，电源通过R13提供Q6足够大的基极电流，Q6饱和导通，其集电极电流一部分通过L1给C15充电供给负载，一部分储存在L1里。当C15两端的电压超过15V时Q7导通，Q5也导通导致Q6的基极电位上升，电流减小，C11的上端的电位下降，由于 C11两端的电压不能突变，Q5基极的电位继续迅速下降，Q6的基极电位迅速上升直到快速关断，Q6关断后L1的储能通过续流二极管D2释放给C15和负载，然后开始下一个周期的循环。
3. 多路隔离辅助电源电路
对于需要一路或多路隔离辅助电源供电的时候，一般采用反激式开关电源供电比较好实现，如下图，这里就不详细介绍了。
三．高频逆变器前级电路的设计
逆变器前级电路一般采用推挽结构，这里主要讲解下开环和闭环的问题。供分析的电路如下：
1.闭环前级变压器匝数比的设计
逆变器前级无论是开环还是闭环只是变压器的匝比和反馈环路的参数不同而已。比如需要设计一个输入12V,变化范围为10.5-15V，输出电压为交流220V50Hz的高频修正方波逆变器。如果前级采用闭环结构，12V升压后的直流电压稳定在270V比较好，这样为了使输入10.5V时还能输输出270V,则变压器的变比大约为(270+2VD)/(10.5-VDS)/D,其中VD为高压整流管的压降，VDS为前级MOS管的压降，D为最大占空比。计算出来的结果大约是28。特别注意的是当前级工作在闭环状态时，比如输入电压比较高的话，D1,D3正端整流出来的脉冲的峰值将超过270V,占空比小于1需要L1,C11平滑滤波，所以L1不能省略，还要足够大，否则MOS管发热损耗很大。具体计算可根据正激类开关电源输出滤波电感的计算，这里就不再赘述了。
2.准开环前级变压器匝数比的设计
实际中的逆变器前级往往省略L1，从电路上看还是闭环稳压，电压也是通过R1进行反馈，又是怎么回事呢？从上面闭环稳压的计算中可以看出，为了保持输出的稳定，变压器的变比设计的比较大。逆变器前后级都稳压当然比较好，但也可以只是后级稳压，后级稳压在AC220V,我们可以把前级直流高压设计在最低220V就可以了，此时占空比为50%。如果前级直流高压大于220V我们可以自动把占空比调小点，这样输出交流电也稳定在220V了。用这种方式的话我们的变压器变比可以按输入10.5V时输出220V设计，计算结果变比大约是22.这样输入10.5-15V变化时，前级高压的变动范围大约是220-320V.
如果L1直接短路，R1去掉，这样就是一个纯开环的电路，只是有于变压器漏感尖峰的存在，在逆变器空载时，前级输出的直流高压会虚高，对高压滤波电容和后级高压MOS管的安全不利。我们可以也接上R1做一个浅闭环反馈，限制空载高压在320V,超过320V时，占空比会被控制到很小，这样高压滤波电容和后级高压MOS管的安全得到了保证，空载电流也减小了。前级这样设计的话，只要带很小的负载，前级占空比立刻拉到最大，前级直流高压降到320V以下。
在正弦比逆变器的前级电路中也可以这样设计，对于输入12V输出220V的逆变器来说可以把变压器的变比设计在32左右，这样前级直流高压的变化范围大约在320-420V,通过改变后级SPWM的调制度也可以保证后级输出220V电压的稳定。
四．高频逆变器后级电路的设计：
后级电路的基本功能就是把前级升压的高压直流电逆变成交流电。从结构来说全桥结构用得最多。
下面以单相正弦波逆变器的后级电路为例讲解下，部分电路如下图：
1. 米勒电容对高压MOS管安全的影响及其解决办法
我记得以前很多网友提到IR2110推动全桥MOS非常不稳定，经常莫名奇妙地炸管，往往在低压试验时好好的，母线电压一调高就炸了，这确实是个令人非常头疼的问题。我们先来分析一下MOS管GD结电容，也叫米勒电容对半桥上下两管开关的影响。供分析的电
路如下：
图中C1,C2分别是Q1,Q2的GD结电容，左边上下两个波形分别是Q1,Q2的栅极驱动波形。我们先从t1-t2死区时刻开始分析，从图中可以看出这段时间为死区时间，也就是说这段时间内两管都不导通，半桥中点电压为母线电压的一半，也就是说C1,C2充电也是母线电压的一半。当驱动信号运行到t2时刻时，Q1的栅极变为高电平，Q1开始导通，半桥中点的电位急剧上升，C2通过母线电压充电，充电电流通过驱动电阻Rg和驱动电路放电管Q4，这个充电电流会在驱动电阻Rg和驱动电路放电管Q4上产生一个毛刺电压，请看图中t2时刻那条红色的竖线。如果这个毛刺电压的幅值超过了Q2的开启电压Qth，半桥的上下两管就共通了。有时候上下两管轻微共通并不一定会炸管，但会造成功率管发热，在母线上用示波器观察也会看到很明显的干扰毛刺。只有共通比较严重的时候才会炸管。还有一个特性就是母线电压越高毛刺电压也越高，也越会引起炸管。
大家知道了这个毛刺电压产生的原理，我想就很容易解决这个问提了，主要有三种解决办法：
1）采用栅极有源钳位电路。可以在MOS管的栅极直接用一个低阻的MOS管下拉，让它在死区时导通；
2）采用RC或RCD吸收电路；
3）栅极加负压关断，这是效果最好的办法，它可以通过电平平移使毛刺电压平移到源极电平以下，但电路比较复杂。
2. IR2110应用中需要注意的问题
IR2110是IR公司早期推出的半桥驱动器，具有功耗小，电路简单，开关速度快等优点，
广泛应用于逆变器的全桥驱动中。对于DIP16封装的IR2110在正弦波逆变器的应用中主要
要注意以下几点：
1). 13脚的逻辑地和2脚的驱动地在布线时要分开来走，逻辑地一般要接到5V滤波电容的负端，再到高压滤波电容的负端，驱动地一般要接到12-15V驱动电源的滤波电容的负端，再到两个低端高压MOS管中较远的那个MOS的源极。如下图：
2). 在正弦波逆变器中因为载波的频率较高，母线电压也较高，自举二极管要使用高频高压的二极管。因为载波占空比接近100%，自举电容的容量要按照基波计算，一般需要取到47-100uF，最好并一个小的高频电容。
3.正弦波逆变器LC滤波器参数的计算
要准确计算正弦波逆变器LC滤波器的参数确实是件繁琐的事，这里我介绍一套近似的简便计算方法，在实际的检验中也证明是可行的。我的想法是SPWM的滤波电感和正激类的开关电源的输出滤波电感类似，只是SPWM的脉宽是变化的，滤波后的电压是正弦波不是直流电压。如果在半个正弦周期内我们按电感纹波电流最大的一点来计算我想是可行的。
下面以输出1000W220V正弦波逆变器为例进行LC滤波器的参数的计算，先引入以下几个物理量：
Udc:输入逆变H桥的电压，变化范围约为320V-420V;
Uo:输出电压，0-311V变化，有效值为220V;
D:SPWM载波的占空比，是按正弦规律不断变化的；
fsw: SPWM的开关频率，以20kHz为例；
Io:输出电流，电感的峰值电流约为1.4 Io；
Ton：开关管的导通时间，实际是按正弦规律不断变化的；
L: LC滤波器所需的电感量；
R:逆变器的负载电阻。
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)
综合(1),(3),(4)有：
L=（Udc- Uo)* Uo/(1.4 Io* Udc* fsw)=R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)
例如，一台输出功率1000W的逆变器，假设最小负载为满载的15%则,
R=220*220/(1000*15%)=323Ω
从L= R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)可以看出，Uo=Udc的瞬间L=0,不需要电感；Uo越小需要的L越大我们可以折中取当Uo=0.5Udc时的L=323*(1-0.5)/(1.4 *20000)=5.8 mH 这个值是按照输出15% Io时电感电流依然连续计算的，所以比较大，可以根据逆变器的最小负载修正，如最小负载是半载500W，L只要1.7 mH了。
确定了滤波电感我们就可以确定滤波电容C了，滤波电容C的确定相对就比较容易，基本就按滤波器的截止频率为基波的5-10倍计算就可以了。其计算公式为
f=
1/2
五．逆变器的部分保护电路
1. 防反接保护电路：
如果逆变器没有防反接电路，在输入电池接反的情况下往往会造成灾难性的后果，轻则烧毁保险丝，重则烧毁大部分电路。在逆变器中防反接保护电路主要有三种:
1). 反并肖特基二极管组成的防反接保护电路,基本电路如下图：
由图中可以看出，当电池接反时，肖特基二极管D导通，F被烧毁。如果后面是推挽结构的主变换电路，两推挽开关MOS管的寄生二极管的也相当于和D并联，但压降比肖特基大得多，耐瞬间电流的冲击能力也低于肖特基二极管D，这样就避免了大电流通过MOS 管的寄生二极管，从而保护了两推挽开关MOS管。
这种防反接保护电路结构简单，不会影响效率，但保护后会烧毁保险丝F,需要重新更换才能恢复正常工作。
2)．采用继电器的防反接保护电路,基本电路如下图：
由图中可以看出，如果电池接反，D反偏，继电器K的线圈没有电流通过，触点不能吸合，逆变器供电被切断。
这种防反接保护电路效果比较好，不会烧毁保险丝F，但体积比较大，继电器的触点的寿命有限。
3)．采用MOS管的防反接保护电路,基本电路如下图：
图中D为防反接MOS的寄生二极管，便于分析原理画出来了。当电池极性未接反时，D正偏导通，Q的GS极由电池正极经过F,R1,D回到电池负极得到正偏而导通。Q导通后的压降比D的压降小得多，所以Q导通后会使D得不到足够的正向电压而截至；
当电池极性接反时，D会由于反偏而截至，Q也会由于GS反偏而截至，逆变器不能启动。
这种防反接保护电路由于没有采用机械触点开关而具有比较长的使用寿命，也不会像反并肖特基二极管组成的防反接保护电路那样烧毁保险丝F.因而得到广泛应用，缺点是MOS 导通时具有一定的损耗。但是随着半导体技术的发展，低导通内阻的MOS管层出不穷，像我们锐骏半导体新出的RU4099,40V的耐压，200A的电流容量，低到2.8mΩ的导通内阻，足够畅通无阻地通过比较大的电流还保持比较低的损耗。
2.电池欠压保护：
为了防止电池过度放电而损坏电池，我们需要让电池在电压放电到一定电压的时候逆变器停止工作，需要指出的一点是，电池欠压保护太灵敏的话会在启动冲击性负载时保护。这样逆变器就难以起动这类负载了，尤其在电池电量不是很充足的情况下。请看下面的电池欠压保护电路。
可以看出这个电路由于加入了D1,C1能够使电池取样电压快速建立，延时保护。
3.逆变器的过流短路保护电路的设计：
大家知道，逆变器的过流短路保护电路在逆变器的安全中是至关重要的，如果没有过流短路保护逆变器很可能会因为过流短路而烧毁。
下面先来分析一下负载的特性，现实生活中的负载大多数是冲击性负载，例如炽灯泡，在冷态时的电阻要比点亮时低很多，像电脑，电视机等整流性负载，由于输入的交流电经过整流后要用一个比较大的电容滤波，因而冲击电流比较大。还有冰箱等电机感性负载，电机从静止到正常转动也需要用电力产生比较大的转矩因而起动电流也比较大。
如果我们的逆变器只能设定一个能长期工作的额定输出功率的话，在起动功率大于这个额定输出功率的负载就不能起动了，这就需要按照起动功率来配备逆变器了，这显然是一种浪费。实际中，我们在设计过流短路保护电路时我们会设计两个保护点，额定功率和峰值功率。一般峰值功率设定为额定功率2-3倍。时间上额定功率是长时间工作不会保护的，峰值
功率一般只维持到几秒就保护了。下面以本人设计的过流短路保护电路为例讲解下：
R5为全桥高压逆变MOS管源极的高压电流取样电阻，我们可以这么理解，高压电流的大小基本上决定了输出功率的大小，所以我们用R5检测高压电流的大小。图中LM339的两个比较器单元我们分别用来做过流和短路检测。
先看由IC3D及其外围元件组成的过流保护电路，IC3D的8脚设定一个基准电压，由R33,VR4,R56,R54分压决定其值U8=5*(R33+VR4)/( R33+VR4 +R56+R54)。当R5上的电压经过R24,C17延时后超过8脚电压14脚输出高电平通过D7隔离到IC3B的5脚。4脚兼做电池欠压保护，正常时5脚电压低于4脚，过流后5脚电压高于4脚，2脚输出高电平控制后级的高压MOS关断，当然也可以控制前级的MOS一起关断。D8的作用是过流短路或电池欠压后正反馈锁定2脚为高电平。
再看IC3C组成的短路保护电路，原理和过流保护差不多，只是延时的时间比较短，C19的容量很小，加上LM339的速度很快，可以实现短路保护在几个微秒内关断，有效地保护了高压MOS管的安全。顺便说的一点是短路保护点要根据MOS管的ID，安全区域和回路杂散电阻等参数设计。一般来说电流在ID以内，动作时间在30微秒以内是比较安全的。4．IGBT的驱动和短路保护：
IGBT作为一种新型的功率器件，具有电压和电流容量高等优点，开关速度远高于双极型晶体管而略低于MOS管，因而广泛地应用在各种电源领域里，在中大功率逆变器中也得到广泛应用。
IGBT的缺点，一是集电极电流有一个较长时间的拖尾——关断时间比较长，所以关断时一般需要加入负的电压加速关断；二是抗DI/DT的能力比较差，如果像保护MOS管一样在很大的短路电流的时候快速关断MOS管极可能在集电极引起很高的DI/DT，使UCE 由于引脚和回路杂散电感的影响感应出很高的电压而损坏。
IGBT的短路保护一般是检测CE极的饱和压降实现，当集电极电流很大或短路时，IGBT退出饱和区，进入放大区。上面说过这时我们不能直接快速关断IGBT,我们可以降低栅极电压来减小集电极的电流以延长保护时间的耐量和减小集电极的DI/DT。如果不采取降低栅极电压来减小集电极的电流这个措施的话一般2V以下饱和压降的IGBT的短路耐量只有5μS；3V饱和压降的IGBT的短路耐量大约10-15μS，4-5 V饱和压降的IGBT 的短路耐量大约是30μS。
还有一点，降栅压的时间不能过快，一般要控制在2μS左右，也就是说为了使集电极
电流从很大的短路电流降到过载保护的1.2-1.5倍一般要控制在2μS左右，不能过快，在过载保护的延时之内如果短路消失的话是可以自动恢复的，如果依然维持在超过过载保护电流的话由过载保护电路关断IGBT.
所以IGBT的短路保护一般是配合过载保护的，下面是一个TLP250增加慢降栅压的驱动和短路保护的应用电路图：
上图中电路正常工作时，ZD1的负端的电位因D2的导通而使ZD1不足以导通，Q1，截止；D1的负端为高电平所以Q3也截止。C1未充电，两端的电位为0。IGBTQ3短路后退出饱和状态，集电极电位迅速上升，D2由导通转向截止。当驱动信号为高电平时，ZD1被击穿，C2能够使Q1的开通有一小段的延时，使得Q3导通时可以有一小段的下降时间，避免了正常工作时保护电路的误保护。ZD1被击穿后Q1由于C2的存在经过一段很短的时间后延时导通，C1开始通过R4,Q1充电，D1的负端电位开始下降，当D1的负端电位开始下降到D1与Q3be结的压降之和时Q3开始导通，Q2,Q4基极电位开始下降，Q3的栅极电压也开始下降。当C1充电到ZD2的击穿电压时ZD2被击穿，C1停止充电，降栅压的过程也结束，栅极电压被钳位在一个固定的电平上。Q3的集电极电流也被降低到一个固定的水平上。
今天要讲的问题就讲完了，谢谢！
施工技术交底 施工单位中易建设有限公司单位工程 中节能孪井滩二期50MWp并网光伏发电项目分部工程逆变器安装分项工程逆变室安装施工 交底内容： 1.基础施工 配电装置基础安装根据施工图的要求，先用合格的材料及定出基础的实际位置，同时对土建的预埋件进行清理，测量埋件的标高，以标高最高的一块埋件作标准，计算出槽钢与埋件之间垫铁的厚度，随后将垫铁及槽钢安放到位置上，校正标高及水平尺寸，用电焊将压脚槽钢、垫铁、及埋件焊接牢固并与接地网接通，提前通知监理方验收。低压盘、柜的基础型钢安装后，其顶部要高出抹平地面10㎜。 2.设备就位 就位及安装按事先确定的顺序领运分站房附近，由液压小车或滚筒滚动到位。将柜体校正、固定，柜间的固定采用螺栓、柜底脚固定采用电焊焊接，固定完毕验收合格。为了不损坏室内地坪，应在拖动或滚动路线上铺一层橡皮，再适当铺层板。开关柜的安装须严格按制造厂及规范的要求，其垂直度和水平度符合规范要求，并做好自检记录。安装就位后定期测量记录绝缘情况并采取针对性的措施。 3.并网逆变器检查 对照并网逆变器的设计原理图、接线图，复查并网逆变器内的接线是否正确。线号是否和图纸上一致，线束是否扎牢。接触器触点应紧密可靠动作灵活。 固定和接线用的紧固件、接线端子，应完好无损。 对并网逆变器接线应编号，端接线进行明确标识。 接地线应连接牢固，不应串联接地。 4.安装 根据并网逆变器安装图纸要求确定并网逆变器基础位置并安装基础槽钢，水平误差度应小于2mm/m 并紧固基础槽钢，将并网逆变器安装在基础槽钢上，调整并网逆变器垂直误差应小于2mm/m，水平度误差应小于2mm/m 并紧固并网逆变器连接螺栓。 5. 接线 按照图纸设计要求将电池板方阵等的电缆连接在并网逆变器相应端子上。检查所有连线正确。 施工单位中易建设有限公司单位工程 中节能孪井滩二期50MWp并网光伏发电项
工频纯正弦波逆变器 说明书
目录 目录 (2) 一．特点 (3) 二．面板说明 (4) 三．技术参数 (5) 四．安装 (6) 1．连接示意图 (6) 2．使用导线平方数 (6) 3．安装指南 (7) 4．远程控制安装 (7) 五．蓄电池类型选择 (8) 六．工作原理 (9) 1．充电阶段解释 (9) 2．充电曲线图 (9) 七．使用说明 (10) 八．应用领域 (10) 1．家庭娱乐 (10) 2．家庭设备 (11) 3．办公设备 (11) 4．照明设备 (12) 九．状态指示及故障对照表 (12)
一．特点 ●安静，高效率运作 ●前面板LED指示灯和可调开关选择器 ●可选设置铅酸电池，胶体电池，或玻璃纤维隔板（AGM）电池 ●70A自动三阶段充电（大电流充电，吸收，和浮充） ●快速开关（栅板到电池和电池栅板）的备用电源 ●较低的闲置电流（小于1瓦）能和发动机一致,在没有负载情况下 节约能源. ●在极端环境条件下具有持久的寿命 ●高负载能力可以承担比较大的负载,在过载情况下能稳定处理电 路板形涂层可以保护他们免遭腐蚀及提高使用寿命和可靠性 ●持久的粉末涂层，耐腐蚀钢底盘,具有防水功能 ●保护功能: a)过电压和低电压保护 b)高温保护 c)自动过载保护 d)短路保护
二． 面板说明 正面面板 交流输出端面板 市电输入零线 市电输入火线 机器输出地线 市电输入地线 机器输出零线 机器输出火线 远程指示灯
三． 技术参数 输入波形 正弦波(实用工具或发电机) 标称输入电压 120V 230V 低压跳闸 90V ±4% 184V/154V ±4% 低压重启 100V ±4% 194V/164V ±4% 高压跳闸 140V ±4% 253V ±4% 高压重启 135V ±4% 243V ±4% 交流最大输入电压 150V 270V 额定输入频率 50Hz/60Hz(自动检测) 低频跳闸 47Hz-50Hz, 57Hz-60Hz 高频跳闸 55Hz-50Hz, 65Hz-60Hz 输出波形 与输入波形相同（旁路模式） 过载保护 断路器 短路保护 断路器 转换开关额定值 30安培/40安培 在线转换式转换效率 95%以上 线传输时间 10ms (标准) 旁路无电池连接 是 旁路最大电流 30安/40安 旁路过载电流 35安/45安（报警） 逆变器规格/输出 输出波形 纯正弦波 持续输出功率 1000W 2000W 3000W 4000W 5000W 6000W 持续输出功率 1000V A 2000V A 3000V A 4000V A 5000V A 6000V A 功率因数 0.9-1.0 输出电压调节 ±10% rms 输出频率 50Hz ±0.3Hz 60Hz ±0.3Hz 额定效率 大于88% 峰值额定值 3000 6000 9000 12000 15000 18000 短路保护 是 ， 故障后十秒 接蓄电池端面板 直流输入负极 直流输入正极
逆变电源设计与总结报告 2013年5月6日星期一
目录 一、方案论证与比较 (1) 1、总体方案的比较 (1) 2、隔离型DC-DC电路方案 (2) 3、高频变压器后级整流方案 (3) 4、SPWM波产生方案 (3) 二、理论分析与计算 (3) 1.高频变压器参数设计 (3) 2.LC低通滤波参数设计 (4) 三、电路与程序设计 (5) 1.推挽式隔离型直流变换电路 (5) 2.逆变电路 (7) 3.保护电路 (7) 4.辅助电源 (8) 5.SPWM产生程序 (8) 四、测试结果及分析 (9) 1.测试方法与测试条件 (9) 2.主要测试结果 (9) 元件参数根据计算可知，L=4.7UH,C=2.2UF.仿真波形如图11所示。 (10) 五、设计总结 (10)
摘要 本设计实现了一种基于的高频链逆变电源。系统由输入欠压保护、推挽升压、全桥逆变、SPWM波产生、低通滤波、输出过流保护、辅助电源等电路组成。12V 的直流电通过推挽式变换逆变为高频方波，经高频变压器升压，再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压。前级DC-DC变换采用SG3525驱动MOSFET得到高压直流电，然后通过产生的SPWM驱动全桥电路，再经低通滤波得到220V的工频正弦交流电。采用反激式开关电源升压再经稳压芯片稳压供电很好的实现隔离，并且具有输入欠压保护和输出过流保护，输出功率可达100W。该电源体积小、效率高、输出电压稳定，非常适用于车载逆变器。 关键词：推挽升压全桥逆变滤波反激式
Abstract This design implements a Cortex M3 based on the high-frequency link inverter power supply.System consists of input undervoltage protection, push-pull boost, full-bridge inverter, SPWM wave generator, low pass filtering, output over-current protection, auxiliary power and other circuit.12V direct current through the push-pull inverter is a high frequency square wave transform, the high-frequency step-up transformer, then rectified and filtered to get a stable DC voltage of about 320V.Former level DC-DC conversion by using SG3525 drive MOSFET high voltage DC and then generate the SPWM drive M3 full bridge circuit, and then low-pass filter obtained by the frequency sinusoidal AC 220V.With a flyback switching power supply step-up regulator chip re-powering through the realization of good isolation, and with input voltage protection and output over-current protection, output power up to 100W.The power, small size, high efficiency, output voltage stability, ideal for automotive inverter. Key words: push-pull boost full-bridge inverter flyback M3 概述 逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的变流装置，是太阳能、风力发电中一个重要部件。随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展，逆变技术也从通过直流电动机——交流发电机的旋转方式逆变技术，发展到二十世纪六、七十年代的晶闸管逆变技术，而二十一世纪的逆变技术多数采用了MOSFET、IGBT、GTO、IGCT、MCT 等多种先进且易于控制的功率器件，控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器（DSP）控制。各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。其应用领域也达到了前所未有的广阔，从毫瓦级的液晶背光板逆变电路到百兆瓦级的高压直流输电换流站；从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机载设备；从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设备，都少不了逆变电源。毋须怀疑，随着计算机技术和各种新型功率器件的发展，逆变装置也将向着体积更小、效率更高、性能指标更优越的方向发展。 一、方案论证与比较 1、总体方案的比较 方案一：如图1所示，12V的直流电经过DC-AC逆变成10V/50HZ交流电，再经工频变压器升压到220V.
逆变器技术要求 1、可靠性指标 逆变器设计正常持续使用寿命应≥12年； 2、外观 逆变器的前后面板、外壳及其他外露部分应具备防护涂层，具备绝缘及三防特性，涂镀层应表面平整光滑、色泽一致和牢固； 3、端口及标志 输入端口正、负极、通信端口、输出端、保护性接地端和告警指示等应有明显的标志；4、产品型号和编码 逆变器产品型号命名和编制方法应遵循YD/T 638.3的规定执行； 5、结构及规格 逆变器应采用立式机柜安装方式，应采用先进工艺制成，体积小、重量轻。 逆变器规格尺寸应不大于：长x宽x高=700(mm)*700(mm)*1200（mm）。 逆变器应能够设置可靠的安装固定装置及减振紧固装置，满足车载要求。 6、环境条件 a）环境温度：-10℃～50℃；相对湿度：≤90%（40℃±2℃）； b）贮存温度：-40℃～70℃；贮存相对湿度：≤90%（40℃±2℃）； c）大气压力：70～106kPa d）工作环境应无导电爆炸尘埃，应无腐蚀金属和破坏绝缘的气体与蒸汽，应通风良好并远离热源； 7、输入电压额定值 逆变器输入直流电压额定值：51.2V；允许变化范围：43.2V～57.6V；
8、输出电压额定值及稳定精度 交流输出电压额定值：～380VAC；稳定精度<±1%； 9、输入电流额定值 逆变器输入直流电流额定值：195.3A/10KVA；允许变化范围：173.6A～231.5A/10KVA； 10、输出频率 逆变器的输出频率变化范围应不超过额定值50Hz的±1%； 11、输出功率额定值 单机输出功率额定值为10KVA； 12、额定输出效率 当输入额定电压，负载率40%～90%时，单机转换效率应≥90%； 13、产品输出要求 同规格单机逆变器应具备高效滤波同步电路，能够并联冗余输出和管理，负载不均衡度<5%； 14、功率模块要求 宜选用IGBT功率模块的PWM逆变器，正弦波输出； 15、负载等级 在允许工作电流下，逆变器连续可靠工作时间应≥12h，在125%额定电流下，逆变器连续可靠工作时间应大于或等于5min；在150%额定电流下，逆变器连续可靠工作时间应大于或等于60s； 16、空载损耗 在输入电压为额定值，负载为零时，逆变器空载损耗应不超过额定容量的3%,并具备休眠功能； 17、保护功能
逆变器初学者必看制作秘笈（全部资料） 自从公布了1KW正弦波逆变器的制作过程后，有不少朋友来信，提这样那样的问题，很多都是象我这样的初学者。为此，我花了近一个月的时间，制作了这台600W的正弦波逆变器，并将此台机器的制作过程和各位好友在此分享，谨此献给曾经和我一样的逆变器初学者，如您能有所收获，并举一反三，将是我此次分享的最大的收获。 该机具有以下特点： 1.SPWM的驱动核心采用了单片机SPWM芯片，TDS2285，所以，SPWM驱动部分相对纯 硬件来讲，比较简单，制作完成后要调试的东西很少，所以，比较容易成功。 2.所有的PCB全部采用了单面板，便于大家制作，因为，很多爱好者都会自已做单面的 PCB，有的用感光法，有点用热转印法，等等，这样，就不用麻烦PCB厂家了，自已在家里就可以做出来，当然，主要的目的是省钱，现在的PCB厂家太牛了，有点若不起（我是万不得已才去找PCB厂家的）。 3.该机所有的元件及材料都可以在淘宝网上买到，有了网购真的很方便，快递送到家，你 要什么有什么。 如果PCB没有做错，如果元器件没有问题，如果你对逆变器有一定的基础，我保证你制作成功，当然，里面有很多东西要自已动手做的，可以尽享自已动手的乐趣。 4.功率只有600W，一般说来，功率小点容易成功，既可以做实验也有一定的实用性。 下面是样机的照片和工作波形： 一、电路原理： 该逆变器分为四大部分，每一部分做一块PCB板。分别是“功率主板”； “SPWM驱动板”；“DC-DC驱动板”；“保护板”。 1.功率主板： 功率主板包括了DC-DC推挽升压和H桥逆变两大部分。该机的BT电压为12V，满功率时，前级工作电流可以达到55A以上，DC-DC升压部分用了一对190N08，这种247封装的牛管，只要散热做到位，一对就可以输出600W，也可以用IRFP2907Z，输出能力差不多，价格也差不多。主变压器用了EE55的磁芯，其实，就600W而言，用EE42也足够了，我是为了绕制方
系：电气与信息工程系 专业：电气工程及其自动化班级： 0404 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2008年月日
诚信声明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名：日期：年月日
湖南工程学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：15kV A逆变电源设计 姓名陈欣宁系电气系专业_电气工程及其自动化班级学号 指导老师职称讲师教研室主任 一、基本任务及要求： 主要设计内容如下： 1、理解逆变电源的工作原理，确定系统主电路： 包括主电路结构的选择，逆变功率器件的选择，参数计算 2、确定系统驱动电路 3、设计系统的控制电路（包括保护电路、触发电路等） 4、提交毕业设计论文和图纸 参数如下: 直流侧输入电压:750V 输出交流电压:380/220V 输出频率:50HZ 容量:15kVA 进度安排及完成时间 1、2月26日至3月15日：查阅资料；写开题报告;确定总体方案。 2、3月16日至3月29日：毕业实习、撰写实习报告。 3、3月30日至4月15日：确定系统主电路 4、4月16日至4月26日：确定系统驱动电路 5、4月27日至6月2日：设计系统的控制电路 6、6月3日至6月12日撰写毕业设计论文。 7、6月13日至6月14日：指导老师评阅、电子文档上传FTP。 8、6月15日至6月18日：毕业设计答辩。
https://www.doczj.com/doc/f913428938.html,/ 逆变电源广泛运用于各类：电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电领域。 在电路中将直流电转换为交流电的过程称之为逆变，这种转换通常通过逆变电源来实现。这就涉及到在逆变过程中的控制算法问题。 只有掌握了逆变电源的控制算法，才能真正意义上的掌握逆变电源的原理和运行方式，从而方便设计。在本篇文章当中，将对逆变电源的控制算法进行总结，帮助大家进一步掌握逆变电源的相关知识。 逆变电源的算法主要有以下几种。 数字PID控制 PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法，控制算法简单，参数易于整定，设计过程中不过分依赖系统参数，可靠性高，是目前应用最广泛、最成熟的一种控制技术。它在模拟控制正弦波逆变电源系统中已经得到了广泛的应用。将其数字化以后，它克服了模拟PID控制器的许多不足和缺点，可以方便调整PID参数，具有很大的灵活性和适应性。与其它控制方法相比，数字PID具有以下优点：
https://www.doczj.com/doc/f913428938.html,/ PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息，控制过程快速、准确、平稳，具有良好的控制效果。 PID控制在设计过程中不过分依赖系统参数，系统参数的变化对控制效果影响很小，控制的适应性好，具有较强的鲁棒性。 PID算法简单明了，便于单片机或DSP实现。 采用数字PID控制算法的局限性有两个方面。一方面是系统的采样量化误差降低了算法的控制精度；另一方面，采样和计算延时使得被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统，造成PID控制器稳定域减少，增加了设计难度。 状态反馈控制 状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载，其控制效果就不是很理想。
本科电力电子技术课程设计说明书 题目：基于SG3524芯片的逆变电源设计 与MATLAB仿真 (控制电路） 学院：机电工程学院 专业：农业电气化与自动化 姓名：王德昭 学号：1 指导教师：洪宝棣 职称：副教授
设计完成日期：二Ο一五年一月 电力电子简介 (4) 课设的目的 (4) 课程设计要求 (4) 课程设计的主要内容与技术参数 (5) 二、单相电压型逆变电路 (7) 全桥逆变电路 (7) 三、器件的选择 (8) 内部结构图 SG3524引脚功能 SG3524引脚图 四、控制电路 (10) 五、心得体会 10
一、前言 电力电子简介 电力电子技术又称为功率电子技术，他是用于电能变换和功率恐控制的电子技术。电力电子技术示弱电控制强电的方法和手段，是当代高兴技术发展的重要内容，也是支持电力系统技术革命和技术革命的发展的重要基础，并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展，极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。电力电子器件是电力电子技术发展的基础。正是大功率晶闸管的发明，使得半导体变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。而二十时间九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门，包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电，小到一瓦的手机充电器，电力电子技术随处可见。电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展，电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快，控制方便，灵活的特点，能够显著地改善电力系统的特性，在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。 课设的目的 1）通过对单相桥式PWM逆变电路的设计，掌握单相桥式PWM逆变电路的工作原理，综合运用所学知识，进行单项桥式全控整流电路和系统设计的能力。 2）了解与熟悉单相桥式PWM逆变电路的控制方法。 3）理解和掌握单相桥式PWM逆变电路及系统的主电路、控制电路、保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。 课程设计要求 1、输入直流电源：24V±10%； 2、输出交流电压：220V±10%； 3、控制电路芯片为SG3524；
2015年能源动力中心大修项目逆变电源技术规格书 审批： 审核： 编写：李勇 含能材料分公司能源动力中心 2015年3月
1、工艺设备特点 271汽发组交流逆变柜安装于2006年，担负着汽轮机控制系统、监控系统、高压配电柜交流电的供电任务。两台电源逆变器担负着汽发组多台关键设备的供电任务。 2、供货要求 2.1逆变电源的成套供货。 2.2供货方负责提供逆变电源的相关资料，甲方确认。 2.3供货方负责安装后的调试。 3、设备供货范围 序号设备名称型号数量备注 1 逆变电源KVLE050A 5KVA 2台设备型号根据实际情况可高于要求的型号 2 中文说明书3本 3 图纸3份 4、技术要求 4.1基础参数 输入电压：DC220V 输出电压：AC220V 额定输入电流：15.9A 反灌杂音电流：≤10% 允许旁路电压：220±25% Vac 旁路转换时间：≤10ms 额定容量：5KVA 额定输出功率：3.5KW 输出频率精度：50±0.1% 波形失真率：≤3%（线性负载）
动态响应时间：5%（负载0←→100%） 过载能力：110#，30秒 逆变效率：≥85%（80%阻性负载） 绝缘强度（输入和输出）：1500Vac，1分钟 噪音：≤45dB 外形尺寸（长×宽×高）：220mm×211mm×385mm (参考) 整机重量：≤30kg 环境温度：-25℃～+50℃ 4.2保护功能 4.2.1输入欠压保护 4.2.2输入过压保护 4.2.3输出过载保护 4.2.4输出短路保护 4.3主要性能特点 4.3.1采用CPU控制，线路简洁，可靠。 4.3.2采用SPWM脉宽调制技术，输出为稳频稳压、滤除杂讯、失真度低的纯净正弦波；内置旁路开关，市电和逆变快速切换。 4.3.3分市电主供型和电池主供型，市电主供型：有市电时，处于市电输出，当失电输入故障时自动切换到逆变输出；电池主供型：有市电时，处于逆变输出，当直流输入故障时，自动切换到市电输出。 4.3.4允许在开机状态下切断直流，自动切换到市电旁路，不影响负载的供电，方便对蓄电池进行维护和更换。 4.3.5电池电压过高或过低，逆变电源关断输出，如果电池电压恢复正常，电源自动恢复输出。
逆变电源的设计开题报告 毕业设计材料之二本科毕业设计(论文)开题报告题目：基于单片机的逆变电源设计课题类型：设计□ 学生姓名：学号：专业班级：学院：指导教师：开题时间：一、毕业设计内容及研究意义毕业设计论文内容设计一种基于AT89C51控制SA4828的逆变电源，它采用IGBT作为功率器件，IR2110作为IGBT的驱动芯片，并采用恒U/F的控制策略。毕业设计论文的研究意义1.可灵活地调节输出电压或电流的幅度和频率通过控制回路，我们可以控制逆变电路的工作频率和输出时间的比例，从而使输出电压或电流的频率和幅值按照人们的意愿或设备工作的要求来灵活地变化。 2.可将蓄电池中的直流电
转换成交流电或其他形式的直流电，这样就不会因为交流电网停电或剧烈变化而影响工作。 3.可明显地减小用电设备的体积和重量，节省材料在很多用电设备中，变压器和电抗器在很大程度上决定了其体积和重量，如果我们将变压器绕组中所加电压的频率大幅度提高，则变压器绕组匝数与有效面积之积就会明显减小，变压器的体积和重量明显地减小了。4．采用逆变技术的电源还具有高效节能的优越性，表现在如下几个方面：1)在许多应用交流电动机的场合，在其负载变化时，传统的方法是调节电动机的通电时间所占比例，这样电动机就会频繁地制动、起动。而电动机的起动、制动消耗的能量往往很大，如使用变频电源来调节电动机做功的量，则可节约很大一部分能量。 2)采用逆变技术的电源，其变压器的体积和重量大大减小了，也即减小了铁心横面积和线圈匝数。变压器本身的损耗主要包括原、副边铜耗和铁芯损耗，铁
芯横面积和线圈匝数的大幅度减小也就大大降低了铜耗和铁耗。因此，采用逆变技术大大提高变压器的工作频率，使得变压器的损耗变得比工频工作时小得多，从而达到节能的目的。3)传统的、采用工频变压器的整流式电源设备的功率因数一般在之间，这是因为其电流谐波成分和相移角都比较大。在逆变电源中，如果用功率因数校正技术，能使输入电流的谐波成分变得很小，从而使功率因数约为1，节能的效果非常明显。 5.动态响应快、控制性能好、电气性能指标好于逆变电路的工作频率高，调节周期短，使得电源设备的动态响应或者说动态特性好，表现为：对电网波动的适应能力强、负载效应好、启动冲击电流小、超调量小、恢复时间快、，输出稳定、纹波小。 6.电源故障保护快于逆变器工作频率高、控制速度快，对保护信号反应快，从而增加了系统的可靠性。另外，现代越来越复杂的电子设备对电源提出了各种各样的负载要
逆变器的分类和主要技术性能评价 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。 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。 逆变器的主要技术性能及评价选用 一、技术性能 1、额定输出电压 在规定的输入直流电压允许的波动范围内，它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定： （1）在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，例如其偏差不超过额定值的±３％或±５％。 （2）在负载突变（额定负载 0％→50％→100％）或有其他干扰因素影响的动态情况下，其输出电压偏差不应超过额定值的± 8％或±10％。 2、输出电压的不平衡度 在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度（逆序分量对正序分量之比）应不超过一个规定值，一般以％表示，如 5％或 8％。 3、输出电压的波形失真度 当逆变器输出电压为正弦度时，应规定允许的最大波形失真度（或谐波含量）。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过 5％（单相输出允许 10％）。 4、额定输出频率 逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频 50Hz。正常工作条件下其偏差应在±1％以内。
逆变电源并联均流的PI控制和重复控制结合的 复合控制方法研究 董杰荣雅君 可有效地抑制非线性负载所引起的扰动，减小输出电压畸变 在复合控制下，逆变电源输出电压能很快达到稳态，具有良好的动态特性。 AC 图1 PI控制与重复控制复合控制框图 t/ms （0.02s/格） u / V ( / 格 ) 1 V 图2 重复控制时输出电压与电流波形(带非线性负载) 0.1ms/格 1 V / 格 图3复合控制后输出电压波形(带非线性负载)
逆变电源并联均流的电压与电流瞬时值反馈控制方案 董杰 荣雅君 根据电压与电流的瞬时值进行控制 减小输出电压畸变，保证波形质量 U 图5 电路原理图 图6 双闭环控制波形 基于模糊聚类分析的逆变电源并网运行的孤岛检测
及保护判据研究 荣雅君 殷桂梁 一、孤岛的特点及其检测 1．电压和频率 逆变电源并网运行时，逆变电源向a 点提供的功率为 jQ P +；负载得到功率为Load Load jQ P +，则电网提供的功率为 P P P Load -=? Q Q Q Load -=? 如果逆变电源工作在单位功率因数，则有0=Q ， Load Q Q =?。孤岛形成前瞬间，如果0=?P ，a V 幅值将发生 变化；如果0≠?Q ，负载电压出现一个突然的相位漂移，逆 图1 逆变电源并网运行示意图 变电源控制系统能改变输出电流的频率，即a V 的频率，直到 0=?Q (达到负载的谐振频率)。 2．电压相位突变 电流源型逆变电源，电网断开后，a V 不再被系统电压所固定，而逆变电源输出电流i 是固定的，它一直跟随逆变电源内部的PLL 提供的波形。i 和a V 仅仅在a V 的过零点发生同步，在过零点之间，逆变电源工作在开环状态。因此，逆变电源输出电流突变为参考相。由于频率没有发生变化，负载的相位与系 统断开前相同，因此a V 必然要跳变到新的相位(如图 2所示)。在a V 的下一个过零点，“新”电压和逆变电 图2 相位突变 源输出电流之间存在相位差。 3．电压谐波 电网断开后，逆变电源产生的谐波电流将会流入负载，负载阻抗通常要比系统阻抗大得多，谐波电流与负载阻抗相乘，a V 将产生更大的谐波[5]。逆变电源通过检测电压谐波或谐波的变化来判断是否处于孤岛状态。 二、基于模糊聚类分析的保护方法 1． 模糊聚类分析 设论域}{21n x x x U ，， ， =为被分类的对象，每一对象由m 个特性指标表示其性质，}{21im i i i x x x x ，，， =，n i ，，， 21=。 则n 个样本的特性指标矩阵为： ????? ? ??????=nm n n m m x x x x x x x x x X 2 1 2222111211
浅谈光伏发电系统用逆变器的基本知识 逆变器的概念 通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。 现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（ＰＷＭ）技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术３大部分。 逆变器的分类 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。 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。 逆变器的基本结构 逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能 逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。 该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。电力电子开关器件的通断，需要一定的驱动脉冲，这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路。通常称为控制电路或控制回路。逆变装置的基本结构，除上述的逆变电路和控制电路外，还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等，如图２所示。 逆变器的工作原理。
全硬件纯正弦逆变器制作教程 作者：科创论坛尤小翠 注:此文章参考了部分电源网老寿老师和老矿石老师的研究成果 做一个纯正弦逆变器,这个想法9个月之前就有了.做个逆变器,高频的,效率高,体积 小.前级肯定用SG3525或者TL494做的推挽升压,这没啥选择,关键是后级,它决定输 出波形是方波还是正弦波.输出正弦波的后级需要SPWM技术,肯定很多人的第一想法是使用单片机.的确,使用单片机的好处不少:SPWM波精度高,输出正弦波波形好,稳压精度高,方便加入电压指示功能等,单片机确实非常适合工业量产.但是对于咱们玩家,可不是这样了.单片机不是人人可以掌握的,即便掌握,像我这种只会做电子钟红外遥控之类的初级玩家也很难写出好的SPWM程序.因此,我考虑了全硬件方案. 一、高频前级（原理分析） 在HIFI界，有一句话说前级出声后级出力，同样在逆变界，有前级出功率后级出波形之说。一个好的前级是多么的重要，是确保足够功率输出的保证。 这就是前级电路图啦~ 电路采用了光藕隔离反馈,工作在准闭环模式.轻载或者空载时,由于变压器漏感,输出可能超压,容易穿后级和电容.此时占空比减小输出降低,实测在空载时占空比很小很小,这大概是空载电流小的原因吧（空载电流神一般的~60mA~）.
当负载变大后,电路逐渐进入开环模式,以确保足够的电压和功率输出. 注：本图根据老矿石的作品修改 二、全硬件纯正弦后级（原理分析） 老寿老师很久之前就弄过全硬件了，他的方案有SG3525和lm393两种，前者简单，但是最大占空比低（母线电压利用率低），后者最大占空比理论上可以弄到100% （实际也很高）但是电路有点复杂，而且需要双电源供电。我把它们融合了一下，得到了自己的电路。 这是后级的框图 本电路优点: 1.电路极简单,可能为世界上最简单的分立SPWM电路 2.单电源宽电压供电(10V-30V) 3.输出最大占空比高,仿真时最大占空比已经接近100%.这将导致母线电压利用率高,母线电压340V就足够产生230V的工频正弦交流电. 4.隔离输出,受外围电路干扰少 本电路没有使用稳压反馈,故稳压功能全靠前级完成.前级一般由SG3525或者TL494组成,稳压功能不用可惜了. 看本图,由于使用了虚拟双电源,因此单电源供电即可,省略一个辅助电源变压器. 再看驱动板电路图(红圈里的内容是修改过的部分):
基于TL494逆变电源设计 摘要 本设计主要应用开关电源电路技术有关知识，涉及模拟集成电路、电源集成电路、直流稳压电路、开关稳压电路等原理，充分运用芯片TL494的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管（N沟道增强型MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计的电路。该逆变电源的主要组成部分为：DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。在工作时的持续输出功率为150W，具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。该电源的制造成本较为低廉，实用性强，可作为多种便携式电器通用的电源。 关键词：过热保护，过压保护，集成电路，振荡频率，脉宽调制
Inverter Power supply Design Based on TL494 ABSTRACT The design applying the switching power source circuit technology in connected. Relating with knowledge about what imitate integrated circuit、power source integrated circuit、power amplification integrated circuit and switching regulated voltage circuit on principle. Sufficient apply chip TL494 fixed-frequency pulse width modulation circuit and field effect transistor (N channel strengthen MOSFET) whose switch speed quick, nothing secondary Break down and hot stability good merit to design circuit. Owe the inverter main part ingredient by DC/DC circuit、importing the over-voltage crowbar circuit、exporting an over-voltage crowbar protect a circuit、overheat protective circuit、DC/AC shifts circuit、oscillating circuit and entire bridge circuit. Continuing for during the period of the job exports power functions such as being 150 W, having the regular guiding lights working, exporting an over-voltage crowbar, importing the over-voltage crowbar and overheat protective. The cost of manufacture being a power source of turn is comparatively cheap, the pragmatism is strong, and it has a function annex to the various portably type. KEY WORDS: over heat protective, over-voltage integrated circuit (IC), oscillating frequency, pulse width modulation (PWM).
基于重复控制的全数字单相逆变电源研究 姜洪训 (四川机电职业技术学院，四川攀枝花617000) 摘要：本文建立了PWM逆变器的数学模型。介绍了重复控制理论，为了改善逆变器波形质量，提出了一 种基于改进型重复控制的单相逆变器系统的设计。采用DSP实现了数字闭环控制方案，设计了系统硬件和 软件，并进行了实验。实验结果证明带重复补偿的逆变系统波形质量好，精度高，输出电压波形畸变率小； 该控制系统既有较好的稳态性能，又有较快的响应速度。 关键词：逆变器重复控制数字控制DSP 中图分类号：TM464 文献标示码：A 文章编号：1003-4862 (2011)01-0001-05 Research on Full-Digital Single Phase Inverter Based on Repetitive Control Jiang Hongxun （Sichuan Electromechanical Institute of Vocation and Technology, Panzhihua 617000, Sichuan, China） Abstract: This paper establishes a mathematical model of PWM inverter and introduces repetitive control theory. In order to improve the quality of inverter waveform, a modified repetitive control system based on single-phase inverter is proposed. Using DSP, it realizes digital closed-loop control, and designs system’s hardware and software experiments. Experimental results show that the inverter system with a repeat compensation has good waveform quality, high precision and. low distortion output voltage waveform. The control system has both good static performance and fast response. Key words: inverter, repetitive control, digital control, DSP 1 引言 SPWM逆变器是目前应用最广泛的一种逆变器，作为一种高性能的逆变器，除了要求它满足体积小、重量轻和电磁兼容性好等基本指标外，还必须具备输出高质量电压波形的能力、且有足够的输出功率和高稳定性[1]。为此近年来人们对其提出了多种控制方法以改善其输出波形的质量，如PID控制、重复控制、双环反馈控制、三环控制、、无差拍控制等，其中应用最多的是电压电流双环控制方案和重复控制方案。双环控制具有控制器设计简单，输出电压波形失真小、动态响应快等优点，但这种双闭环控制方案采用PI 调节，它跟踪快速变化的正弦波时无法消除静态误差。而重复控制是基于内模原理的一种新型的控制策略，它对周期性外激信号的跟踪和抑制具有良好的稳态输出特性，鲁棒性好。本文建立了单相逆变器的数学模型，并对开环逆变器进行了分析，分析了双环控制的特点，提出了一种双环控制与重复控制相结合的控制方案，最后以TMS320LF2407为主控芯片搭建了一台50 Hz单相逆变器实验系统，并进行了实验，给出了实验结果，证明了所建立模型的正确性。 2 单相全桥逆变器的数学模型 单相逆变器主电路如图1所示[2]，图中T1、T2、T3、T4是功率开关管，滤波电感L与滤波电容C构成低通滤波器，R r为考虑滤波电感L的等效串联电阻、死区效应、开关管导通压降、线路电阻等逆变器中各种阻尼因素的综合等效电阻。 收稿日期: 2010-09-01 作者简介：姜洪训（1967—），男，讲师，专业方向：电 气自动化。 1