单相桥式电压逆变器的设计

目录摘要 (3)1 概述及设计要求 (4)1.1概述 (4)1.2 设计要求 (4)2 总体设计方案介绍及原理框图 (5)2.1 方案概述 (5)2.2 逆变电路及换流原理介绍 (5)2.3 电压型逆变电路的特点及主要类型 (5)2.4 系统原理框图 (6)3 各电路模块设计 (7)3.1 逆变电路的主电路设计 (7)3.2 驱动电路设计 (7)3.2.1 MOSFET介绍 (7)3.2.2 SG3524及IR2110芯片介绍 (8)3.3保护电路设计 (11)4 心得体会 (13)参考文献 (14)附录摘要本系统是根据无源逆变的实用原理，采用单相全桥逆变电路工作方式，实现把直流电源（48v）转换成交流电（1KVA 220V）。

在本设计电路中，将48V直流电压经逆变器转变为交流电压，再由工频变压器升压，最后通过低频滤波器滤波实现输出为220V 的交流电压。

关键字：单相、全桥、逆变、升压、滤波abstractthis system is according to the practical principle passive inverter, single-phase bridge inverter circuits work method, realize the dc power supply (48 v) convert alternating current (1 KVA 220 v). In this circuit design, 48 V dc voltage inverter into the ac voltage, again by industrial frequency transformer booster, finally through the low frequency filters filter realize output for 220 V ac voltage.key word: single phase, the whole bridge, inverter, and boost, filtering单向逆变器的设计1 概述及设计要求1.1概述逆变器（inverter）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）。

2008级应用电子技术毕业设计报告设计题目单相电压型全桥逆变电路设计姓名及学号学院专业应用电子技术班级2008级3班指导教师老师2011年05月1日题目：单相电压型全桥逆变电路设计目录第一章绪论1.1整流技术的发展概况 (4)第二章设计方案及其原理2.1电压型逆变器的原理图 (5)2.2电压型单相全桥逆变电路 (6)第三章仿真概念及其原理简述3.1 系统仿真概述 (6)3.2 整流电路的概述 (8)3.3 有源逆变的概述 (8)3.4逆变失败原因及消除方法 (9)第四章参数计算4.1实验电路原理及结果图 (10)第五章心得与总结 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1整流技术的发展概况正电路广泛应用于工业中。

整流与逆变一直都是电力电子技术的热点之一。

桥式整流是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。

常用来将交流电转化为直流电。

从整流状态变到有源逆变状态，对于特定的实验电路需要恰到好处的时机和条件。

基本原理和方法已成熟十几年了，随着我国交直流变换器市场迅猛发展，与之相应的核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注的焦点。

目前，整流设备的发展具有下列特点：传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。

系统的设计已经由固定式演化成模块化，以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。

加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。

从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。

高频开关整流器采用模块化设计、N1配置和热插拨技术，方便了系统的扩展，有利于设备的维护。

由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。

新旗舰、新技术、新材料的应用，使高频开关整流器跃上了一个新台阶。

第二章 设计方案及其原理2.1电压型逆变器的原理图原理框图等效图及其输出波形当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u o 为正； 当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u o 为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u o 的波形如上图 (b)所示。

单相桥式PWM逆变电路实验报告1. 引言在现代电力系统中，逆变器是一种重要的电力电子设备。

逆变器可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于太阳能发电、风力发电、电动车等领域。

本实验旨在通过搭建单相桥式PWM逆变电路，深入了解逆变器的工作原理和性能。

2. 实验原理2.1 单相桥式PWM逆变电路单相桥式PWM逆变电路是一种常见的逆变器拓扑结构。

它由四个开关管和一个负载组成，如图1所示。

其中，开关管可以通过PWM信号控制开关状态，从而实现对输出电压的控制。

2.2 工作原理在单相桥式PWM逆变电路中，通过控制开关管的导通和截止，可以实现对输出电压的控制。

具体工作原理如下：1.当开关管S1和S4导通，S2和S3截止时，电流流经D1和D4，负载得到正半周电压。

2.当开关管S2和S3导通，S1和S4截止时，电流流经D2和D3，负载得到负半周电压。

3.通过调节开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压的调节。

2.3 PWM调制技术PWM调制技术是实现对逆变器输出电压调节的关键。

PWM调制技术通过改变开关管的导通时间比例，将输入直流电压转换为一系列脉冲信号，从而实现对输出电压的控制。

常用的PWM调制技术有脉宽调制（PWM）和正弦PWM调制（SPWM）。

3. 实验步骤3.1 实验器材•单相桥式PWM逆变电路实验板•示波器•直流电源•变压器3.2 实验步骤1.搭建实验电路：根据实验板上的连接图，连接单相桥式PWM逆变电路。

2.调节直流电源：将直流电源的输出电压调节为逆变器的输入电压。

3.设置PWM信号：使用示波器生成PWM信号，并通过控制开关管的导通时间比例，调节输出电压的大小。

4.连接负载：将负载接到逆变器的输出端，观察负载的输出情况。

5.调节PWM信号：通过改变PWM信号的频率和占空比，进一步调节输出电压的稳定性和波形质量。

6.记录实验数据：记录不同PWM信号参数下的输出电压和负载情况。

4. 实验结果与分析4.1 输出电压调节根据实验步骤中的操作，我们可以通过调节PWM信号的占空比，实现对输出电压的调节。

单相桥式PWM逆变电路设计介绍单相桥式PWM逆变电路的背景和重要性单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子技术应用，广泛用于交流电能转换为直流电能的场合。

由于其高效、可靠的特点，被广泛运用于电力系统中的UPS（不间断电源）、电机驱动和太阳能逆变器等领域。

在现代电力系统中，交流电能的应用日益增多，而很多电子设备却需要使用直流电能。

因此，采用桥式PWM逆变电路来实现交流电与直流电的转换是非常必要和重要的。

本文将详细讨论单相桥式PWM逆变电路的设计原理和关键技术。

首先，将介绍PWM技术的基本原理，并解释为什么选择桥式逆变器。

其次，将详细讲解桥式逆变器的工作原理和电路结构。

最后，将给出一种基于控制策略的桥式逆变器设计方案。

通过本文的研究，读者将能够深入了解单相桥式PWM逆变电路的设计原理和实践应用，为电力系统和电子设备的设计提供有益的参考。

单相桥式PWM逆变电路是一种常用的电力电子变换器。

它通过控制开关器件的开关周期和占空比，将直流电源转换为交流电源，实现电能的变换和调节。

该逆变电路的基本组成包括：单相桥式整流电路：它由四个可控开关器件组成，通常使用MOSFET或IGBT等器件，用于将交流电源转换为直流电源。

PWM调制电路：PWM调制电路通过控制开关器件的开关周期和工作占空比，可以实现输出电压的调节和波形控制。

滤波电路：滤波电路用于平滑输出电压，去除输出电压中的高频噪声和谐波。

输出变压器：输出变压器用于将逆变电路的输出电压变换为所需的电压等级。

单相桥式PWM逆变电路的工作原理是：首先，经过单相桥式整流电路的整流，将交流电源转换为直流电源；然后，通过PWM 调制电路控制开关器件的开关周期和工作占空比，将直流电源转换为交流电源；最后，经过滤波电路的处理，输出平滑的交流电压。

这样，单相桥式PWM逆变电路实现了将直流电源转换为交流电源的功能，可以广泛应用于电力电子变换器、逆变电源、变频调速等领域。

本文讨论了单相桥式PWM逆变电路的设计步骤和注意事项。

单相桥式PWM逆变器的设计单相桥式PWM逆变器是一种常用的电力电子设备，它可以将直流电能转换为交流电能，并通过改变开关器件的开关频率和占空比来实现对输出波形的精确控制。

本文将重点介绍单相桥式PWM逆变器的设计原理、拓扑结构、工作原理以及在实际应用中所遇到的问题及其对策。

一、设计原理单相桥式PWM逆变器的设计基于电力电子技术和控制理论。

其原理是通过开关器件（如晶体管、IGBT等）控制直流侧电压的切换来实现交流输出的电压和频率的控制。

通过调整开关器件的开通和关断时间，可以控制输出波形的形状和振幅。

采用PWM控制策略可以提高输出电压的质量和变换效率。

二、拓扑结构三、工作原理单相桥式PWM逆变器的工作原理是通过控制开关器件的通断，将直流电压切换成一个周期内的脉冲电压，再通过滤波器将其转换为纯正弦交流电压。

在每个半周期内，开关器件的导通和关断时间通过PWM控制器控制，以实现对输出电压的控制。

PWM控制器会根据输入信号和控制策略生成一个PWM信号，通过调整占空比和频率来控制开关器件的工作状态。

四、问题及对策1.开关器件损耗问题：由于开关器件的通断过程会产生较大的功率损耗，需要根据负载情况选择合适的开关器件，并采取散热措施来降低温度。

2.滤波器设计问题：为了获得稳定的输出电压，滤波器的设计需要考虑逆变器的输出频率和负载情况，以提高输出电压的纯度和防止谐波。

3.控制策略问题：逆变器的控制策略需要根据负载类型和要求来选择，如开关频率和占空比调整方式等。

4.过电压和过电流保护问题：逆变器应该设置过电压和过电流保护装置，以防止故障引起的损坏和安全问题。

5.电磁干扰问题：逆变器的高频开关过程会产生电磁干扰，应采取屏蔽措施来降低干扰。

总结：单相桥式PWM逆变器的设计需要考虑拓扑结构、工作原理和控制策略等方面的问题。

通过合理的选择开关器件、滤波器设计、控制策略和保护措施，可以得到高质量、高效率的逆变器输出。

然而，设计过程中还需要考虑如开关器件损耗、滤波器的合理性、控制策略的优化和电磁干扰问题等，并采取相应的对策来解决这些问题，以保证逆变器的正常工作和高效率输出。

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。

逆变电路是把直流电变成交流电。

逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。

设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。

5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。

技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。

无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。

此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。

单相桥式有源逆变电路设计1. 引言有源逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的装置，常用于电力电子领域。

单相桥式有源逆变电路是其中一种常见的拓扑结构，可以实现从直流电源到交流电源的有效转换。

本文将介绍单相桥式有源逆变电路的设计原理和步骤。

2. 单相桥式有源逆变电路的原理单相桥式有源逆变电路由四个开关管和一个电源组成，其中两个开关管为上桥臂开关管，另外两个开关管为下桥臂开关管。

开关管通过开关控制器进行开关操作，通过改变开关管的状态来实现对电流的控制和转换。

在正半周的工作状态下，上桥臂的开关管S1和S2打开，下桥臂的开关管S3和S4关闭。

此时，电源的正极连接至负载，负载的交流电路通过开关管S1和S2直接接通。

在负半周的工作状态下，上桥臂的开关管S1和S2关闭，下桥臂的开关管S3和S4打开。

此时，电源的负极连接至负载，负载的交流电路通过开关管S3和S4直接接通。

通过交替切换开关管的状态，可以实现直流电源到交流电源的转换。

3. 单相桥式有源逆变电路的设计步骤3.1 确定输入和输出参数在设计单相桥式有源逆变电路时，首先需要确定输入和输出的参数。

输入参数包括直流电压和电流的范围，输出参数包括交流电压和电流的要求。

3.2 选择开关管和开关控制器根据输入和输出参数的要求，选择适合的开关管和开关控制器。

开关管需要能够承受输入参数的范围，并具有较低的开关损耗和导通损耗。

开关控制器需要能够实现准确的开关控制，并具有过流保护和过温保护等功能。

3.3 设计滤波电路为了减小逆变电路的谐波含量，需要设计合适的滤波电路。

滤波电路可以采用LC滤波器或LCL滤波器，通过选择合适的电感和电容参数来实现滤波效果。

3.4 进行仿真和优化在设计完成后，使用电路仿真软件对单相桥式有源逆变电路进行仿真。

通过仿真可以评估电路的性能，如电压波形的失真程度和效率等。

根据仿真结果进行优化，调整参数和设计，以达到设计要求。

3.5 PCB布线和制作根据最终的设计结果，进行PCB布线设计。

单相全桥逆变器电路图单相桥式逆变器的工作原理和波形图详解
一、单相全桥（逆变器）是什么?
单相全桥逆变器基本上是电压源逆变器，单相全桥逆变器的（电源电路）图下图所示。

为了简单，没有标出SCR触发电路和换向电路。

单相全桥逆变器采用2线直流（电源）、4个续流（二极管）和4个（可控硅）。

T1和可T2同时导通，其频率为f=1/T。

同样，T3 和T4同时开启。

(T1和T2 ）和（T3和T4）的相位差有180℃。

单相全桥逆变器
二、单相全桥逆变器电路工作原理
单相全桥逆变器的工作分为4种模式：模式℃：(t1
模式℃（t1
模式II (T/2
模式III（t2
三、单相全桥逆变波形
这里S1、S2、S3、S4也就是T1、T2、T3、T4。

1、当负载为：负载为R、L、RL
1）纯（电感负载）L 负载：
电流Io 关于t 轴对称，因此直流分量= 0，并且电流从最小峰值电流(-Ip) 到最大峰值电流(+Ip) 呈线性。

在这种情况下：D1 和D2在0
负载为R、L、RL
2、当负载为纯阻性负载
输出电压（U0）和输出电流（I0）波形如下：
Ig1和Ig2为门脉冲，用于接通S1、S2和S3、S4。

对于阻性负载，在0
负载为纯阻性负载
3、任何负载的输出电压（U0）波形
负载的输出电压（U0）波形
对于任何类型的负载，输出电压波形将保持相同，但电流波形取决于负载的性质。

输出电压波形是半波对称的，因此不存在所有偶次谐波。

四、单相全桥逆变优点
电路中无电压波动
适合高输入电压
高效节能
功率器件的额定电流等于负载电流。

单双极性SPWM单相桥电压型逆变电路课程设计单极性单极性PWM控制方式调制信号ur为正弦波，载波uc在ur的正半周为正极性的三角波，在ur的负半周为负极性的三角波。

在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态。

当ur>uc时使V4导通，V3关断，uo=Ud。

当ur<uc时使V4关断，V3导通，uo=0。

在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态。

当ur<uc时使V3导通，V4关断uo=-Ud。

当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。

主电路在每个开关周期内输出电压在正和零（或负和零）间跳变，正、负两种电平不会同时出现在一个开关周期内，故称为单极性SPWM。

七、单极性SPWM调制分析载波比和调制深度的定义与双极性SPWM相同。

它不适于半桥电路，而双极性SPWM在半桥、全桥电路中都可以使用。

与双极性SPWM相同，在m<=1和fc>>f的条件下，单极性SPWM逆变电路输出的基波电压u1的幅值U1m满足如下关系：U1m=mUd即输出电压的基波幅值随调制深度m线性变化，故其直流电压利用率与双极性时也相同。

就基波性能而言，单极性SPWM和双极性SPWM完全一致，但在线性调制情况下它的谐波性能优于双极性调制：开关次整数倍谐波消除，值得考虑的最低次谐波幅值较双极性调制时小得多，所需滤波器也较小。

八、建立单极性SPWM仿真模型单极性SPWM触发信号产生图：为[101]。

对脉冲电路进行封装：触发电路中三角载波（Triangle）参数设置：“TimeValue”为[01/fc/21/fc]，“OutputValue”单极性SPWM主电路：触发电路参数设置：Ud=300v，R=1欧，L=2mH九、进行单极性SPWM仿真1、仿真时间设为0.06键入MATLAB语言命令：>>ubplot(4,1,1)>>ubplot(4,1,2)仿真结果如下：单极性SPWM单相逆变器m=0.8，N=15时的仿真波形图仿真结果分析：输出电压为单极性SPWM型电压，脉冲宽度符合正弦变化规律。

目 录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)2 PWM波形工作原理 (4)2. 1 PWM波形的基本原理 (4)2. 2 PWM型逆变电路的控制方式 (6)2. 3 SPWM波形的生成方法 (7)3 单相正弦脉宽调制逆变电源的组成及工作原理 (8)3. 1系统组成 (8)3. 2 工作原理 (8)3. 2. 1 Boost变换器电路原理 (9)3.2.2桥式逆变器基本原理 (10)4 主电路及控制电路设计 (11)4.1主电路拓扑及工作过程 (11)4.2 主电路参数设 (11)4.3控制电路设计 (15)4.3.1控制电路框图 (15)4.3.2控制电路工作过程 (15)4.3.3 SG3524与ICL8038芯片介绍 (16)4.3.4 控制电路参数设计 (18)5 辅助电源设计 (23)6 本文主要工作总结 (25)致 谢 (26)参 考 文 献 (27)摘要：现代开关电源分为直流开关电源和交流开关电源两类，前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的交流电。

本文设计的小功率单相桥式逆变器电源属于交流电源（即AC—DC—AC）。

采用电压反馈控制，通过中断功率通量和调节占空比的方法来改变驱动电压脉冲宽度来调整和稳定输出电压。

其中主电路构成是用Boost升压电压和全桥电路的组合。

控制电路采用了2片集成脉宽调制电路芯片，一片用来产生PWM波，另一片与正弦函数发生芯片做适当的连接来产生SPWM波，集成芯片比分立元器件控制电路具有更简单，更可靠的特点和易于调试的优点。

本文分析了逆变器的设计过程中器件选择，工作原理以及工作过程，并给出了计算过程中的重要公式。

关键词：逆变器 SPWM波 单相桥式Abstract：The modern switch power supply is divided into the direct current switch power supply and the exchanges switch powersupply , the former outputs higher quality of direct current ,the latter outputs higher quality of alternate current . Thistext introduce a small power single-phase bridge converter ,isa kind of AC power(namely AC-DC-AC).Using the voltagefeedback control, breaking off the power flux and regulating amethod of share the empty ratio to change to driving voltagepulse’ width to adjust the output voltage . Among them, the maincircuit is composing of the Boost circuit and the whole-bridgecircuit. The control circuit adopted two slices of integratedvein breadths chip2, the one is used to produce PWM wave, theother with the sine function occurrence chip do to produce SPWMwave, the integration chip is sample than the single component,more dependable and easy to adjust. This text analyzed the sparepart choice of converter, the work principle and the work process,and gave the important formula of the calculation process. Keywords：converter SPWM wave single-phase bridge1 引言电源有如人体的心脏，是所有电设备的动力。

PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。

3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。

二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。

当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。

因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。

(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。

V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。

如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。

进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。

作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。

※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。

单相桥式逆变器的设计如同所有逆变器一样，单相桥式逆变器的基本原理是根据电力电子器件的开关状态来转换电源。

单相桥式逆变器通过一对控制开关来实现这个功能，分别连接直流电源的正极和负极。

控制开关通过交替开关来改变电流在负载中的流动方向，从而产生交流输出。

下面将详细介绍单相桥式逆变器的设计过程：1.规划设计要求：在设计之前，首先需要确定单相桥式逆变器的规模和规格。

这包括输出功率、输出电压以及所需的控制功能。

根据应用需求，确定逆变器的最大功率输出和所需的交流电压等参数。

2.选择逆变器拓扑结构：3.选取电力电子器件：逆变器的设计涉及到选择合适的电力电子器件来实现电能的转换。

主要考虑的电力电子器件包括开关管（如IGBT、MOSFET等）、二极管和滤波电容等。

根据工作电压和电流需求，选择合适的电子器件。

4.控制电路设计：逆变器的控制电路用于控制开关的状态，从而改变电流的流向。

这通常包括一个控制器和一些驱动电路。

控制器可以根据输入信号和反馈信号来控制开关的开关状态，实现逆变器的稳定运行。

5.滤波电路设计：逆变器的输出通常需要通过滤波电路进行滤波，以去除输出中的谐波成分。

这通常包括一个电感器和滤波电容。

电感器用于滤除高频成分，而滤波电容则用于平滑输出波形。

6.保护电路设计：逆变器的设计还需要考虑安全保护功能，防止过电流、过电压和过温等故障。

这包括短路保护、过载保护、过压保护和过温保护等。

保护电路的设计可以采用一些传感器和保护器件来监测逆变器的工作状态，并在故障发生时采取相应的保护措施。

7.PCB设计：最后，逆变器的设计需要进行PCB电路板设计，并进行电路布局和走线。

合理的布局和走线可以降低电磁干扰和噪声，提高逆变器的性能和可靠性。

在完成设计后，进行逆变器的样机制作和测试。

通过测试来验证设计的正确性和性能指标是否满足需求。

如果有需要，可以对设计进行进一步改进和优化。

通过以上的设计步骤，就可以实现单相桥式逆变器的设计。

单相全桥电压型逆变电路是一种常用于将直流电源转换为交流电源的电路。

它通过控制开关器件的开关状态来实现对输出电压的调节。

该电路由四个开关器件（一般为可控硅或晶闸管）和一个中心点连接到输出负载的变压器组成。

工作原理如下：
1. 输入：直流电源通过一个滤波电容提供给变压器的两个输入端，同时接地。

2. 开关控制：四个开关器件被分为上下两组，每组包含两个对称的开关。

这些开关器件通过控制电流的导通和截断来控制电路的工作方式。

3. 上半桥工作：在某个时刻，上半桥的两个开关器件之一导通，另一个截断。

这样，直流电源的正极与变压器的中点连接，产生一个正脉冲，使得变压器的一侧输出高电平。

4. 下半桥工作：在另一个时刻，下半桥的两个开关器件之一导通，另一个截断。

这样，直流电源的负极与变压器的中点连接，产生一个负脉冲，使得变压器的一侧输出低电平。

5. 输出：通过交替切换上半桥和下半桥的工作状态，可以产生一个周期性的方波输出。

通过变压器的绕组比例，可以将方波转换为所需的交流电压，并将其提供给负载。

6. 控制：通过调节开关器件的导通和截断时间，可以改变输出的频率和有效值。

常用的控制方法包括脉宽调制（PWM）和谐波控制等。

总结来说，单相全桥电压型逆变电路利用四个开关器件以及变压器的绕组比例，将直流电源转换为交流电源，并通过控制开关器件的导通和截断来实现对输出电压的调节。

1。

单相桥式逆变电路的设计单相桥式逆变电路是一种常见的电路，用于将直流电转换为交流电。

它广泛应用于工业、交通、通信和家庭等领域，具有功率大、效率高等优点。

在设计单相桥式逆变电路时，需要考虑电路的拓扑结构、元器件的选择、控制策略等方面。

本文将详细介绍单相桥式逆变电路的设计。

1.电路拓扑结构2.元器件的选择在单相桥式逆变电路中，关键元器件包括开关管、二极管、滤波电感和电容。

开关管是控制电流的关键元器件，常用的有MOSFET和IGBT。

MOSFET具有开关速度快、损耗小等优点，适合低功率应用；IGBT具有高电压承受能力、大电流控制能力等优点，适合高功率应用。

二极管的选择应具有快速恢复、低压降等特性。

滤波电感和电容的选择应根据输出功率和输出电压波形等要求。

3.控制策略单相桥式逆变电路的控制策略包括PWM控制和SPWM控制两种。

PWM控制是通过调整开关管的导通和关断时间比例来控制输出的电压和频率。

相比较而言，SPWM控制更加精确，可以实现较低的谐波含量和更好的输出波形质量。

SPWM控制的关键问题是如何生成合适的三角波和调制信号。

在SPWM控制中，三角波的频率应大于逆变电路输出信号的频率，可以通过运放和RC电路以及振荡电路实现。

调制信号可以通过微控制器生成，也可以通过模拟电路生成。

4.保护措施单相桥式逆变电路在运行过程中可能会出现电流过大、过压、过温等问题，为了确保电路和元器件的安全可靠，需要采取适当的保护措施。

常见的保护措施包括：过流保护、过温保护、过压保护、短路保护等。

这些保护措施可以通过电流传感器、温度传感器和电压传感器等元器件来实现。

5.实际应用总结：单相桥式逆变电路是一种常见的电路，具有功率大、效率高等优点。

在设计单相桥式逆变电路时，需要考虑电路拓扑结构、元器件的选择、控制策略和保护措施等方面。

电路的设计需要根据具体的应用需求进行，以实现最佳的性能和可靠性。

PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。

3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。

二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。

当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。

因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。

(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。

V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。

如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。

进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。

作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。

※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。

MOSFET单相桥式无源逆变电路设计无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，常用于交流电机驱动、太阳能逆变器等应用中。

MOSFET单相桥式无源逆变电路是其中一种常见的设计方案，下面将详细介绍其设计原理和步骤。

设计原理：MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET管组成，分别为Q1、Q2、Q3和Q4、其中，Q1和Q4为上管，Q2和Q3为下管。

通过控制MOSFET管的导通和关断，实现直流电源的正负半周期切换，从而产生交流电源输出。

设计步骤：1.电源选择：根据实际需求选择适当的直流电源作为输入电源。

通常情况下，选择稳定的直流电源，如电池或直流电源供应器。

2.选择MOSFET管：根据设计要求，选择适当的MOSFET管。

关键参数包括最大电流、最大电压、开关速度等。

确保所选的MOSFET管能够满足设计需求。

3.电路连接：按照桥式无源逆变电路的连接方式，将四个MOSFET管连接成桥式电路。

其中，Q1和Q4的源极连接到正极，Q2和Q3的源极连接到负极。

同时，将输入电源连接到Q1和Q3的栅极，Q2和Q4的栅极通过适当的驱动电路控制。

4.控制信号生成：通过控制Q1和Q3的栅极驱动电路，生成交替的高低电平信号，控制其导通和关断。

具体的控制信号生成方式可以采用计算机控制、单片机控制或者专用的驱动芯片。

5.输出滤波：由于无源逆变电路输出的是一个脉冲信号，需要通过滤波电路将其转变为平滑的交流电源输出。

常用的滤波电路包括LC滤波电路、RC滤波电路等。

6.保护措施：为了保护MOSFET管和其他电路元件，可以采取一些保护措施，如过流保护、过压保护、温度保护等。

7.参数调整：在实际应用中，根据具体的负载要求和输出电流电压等参数，对无源逆变电路进行调整和优化。

可以通过改变MOSFET管的参数、调整滤波电路等方式来实现。

总结：MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常见的无源逆变电路设计方案。

通过控制MOSFET管的导通和关断，将直流电能转换为交流电能。

电力电子实验单相桥式有源逆变电路实验报
告共(一)
实验报告：单相桥式有源逆变电路
一、实验目的
通过搭建单相桥式有源逆变电路实现AC/DC/AC的转换，了解有源逆变电路的基本原理，并掌握实验中所用的电路元件及仪器的使用方法。

二、实验原理
单相桥式有源逆变电路是将直流电转换成单相交流电，该电路的基本原理是将直流电输入到有源逆变器中，经过升压变压器变压后，输出谐波变成单相交流电。

三、实验步骤
1、连接电路，将电源的输出（30V）连接到桥式整流电路的输入端，桥式整流电路的输出端连接有源逆变器的输入端。

2、连接升压变压器，将低电压输入端连接有源逆变器的输出端，将高电压输出端连接到适配的负载上。

3、打开电源，调整负载，观察输出电压的波形和输出电压的大小，并记录实验结果。

四、实验结果
实验结果表明，当直流电压输入到有源逆变器中，通过升压变压器升压后，输出谐波变成单相交流电，输出电压正弦波的质量极高，频率也非常稳定。

通过调整负载，输出电压的大小和波形都可以得到良好的保证。

五、实验心得
通过此次实验，我更加深入地了解了电力电子学中的桥式有源逆变电路的基本原理和实验步骤，更加熟练地掌握了相关电路元件及仪器的使用方法。

同时，在实验中出现的问题也加深了我对电力电子实验的认识和理解。

电力电子技术课程设计说明书单相桥式逆变电路的设计院、部学生姓名：指导教师：职称专业：班级：学号：完成时间：摘要随着电力电子技术的高速发展，逆变电路的应用非常广泛，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当我们使用这些电源向交流负载供电时，就需要用到逆变电路了。

本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及IGBT的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。

本次所设计的单相全桥逆变电路采用IGBT作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为波形电压，并将它加到纯电阻负载两端。

首先分析了单项桥式逆变电路的设计要求。

确定了单项桥式逆变电路的总体方案，对主电路、保护电路、驱动电路等单元电路进行了设计和参数的计算，其中保护电路有过电压、过电流、电压上升率、电流上升率等，选择和校验了IGBT、SG3525等元器件，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

最后利用MATLAB仿真软件建立了SIMULINK仿真模型，并进行了波形仿真，仿真的结果证明了完成设计任务要求，满足设计的技术参数要求。

关键词：单相；逆变；设计ABSTRACTWith the rapid development of power electronics technology, the inverter circuit is widely used, batteries, dry batteries, solar cells are DC power supply, when we use these power supply power to the AC load, you need to use the inverter circuit. This time based on MOSFET single phase bridge inverter circuit design, mainly related to the work principle of IGBT, the full bridge of the working characteristics and the performance of passive inverter. The single-phase full bridge inverter circuit designed by IGBT as the switching device, the DC voltage Ud inverter as the waveform voltage, and will be added to the pure resistance load at both ends.Firstly, the design requirements of the single bridge inverter circuit are analyzed. To determine the overall scheme of single bridge inverter circuit, of the main circuit, protection circuit, driving circuit unit circuit design and parameter calculation, the protection circuit have voltage, current and voltage rate of rise, the current rate of rise, selection and validation of the IGBT and SG3525 components, IGBT is by BJT (bipolar transistor) and MOS (insulated gate field effect transistor) composed of full control type voltage driven type power semiconductor devices, both MOSFET's high input impedance and GTR low conductance through the advantages of pressure drop. At last, the MATLAB simulation software is used to build the SIMULINK model, and the simulation results are carried out. The results prove that the design task is required to meet the design requirements.Keywords: single phase; inverter; design目录1 绪论 (1)1.1 逆变电路的背景与意义 (1)1.2 逆变器技术的发展现状 (2)1.3 本设计主要内容 (2)2 单相桥式逆变电路主电路设计 (3)2.1 方案设计 (3)2.1.1 系统框图 (3)2.1.2 主电路框图 (3)2.2 逆变电路分类及特点 (3)2.2.1 电压型逆变电路的特点 (3)2.2.2 单项全桥逆变电路的移相调压方式 (4)2.3 主电路的设计 (4)2.4 相关参数的计算 (5)3 辅助电路设计 (7)3.1 保护电路的设计 (7)3.1.1 保护电路的种类 (7)3.1.2 保护电路的作用 (7)3.1.3 过电流保护电路 (8)3.2 驱动电路的设计 (8)3.2.1 驱动电路的种类及作用 (8)3.2.2 驱动电路的设计 (8)3.2.3 驱动电路的原理 (9)3.3 控制电路的设计 (9)3.3.1 控制电路的作用 (9)3.3.2 控制电路原理分析 (9)4 仿真分析 (11)4.1 仿真软件MATLAB介绍 (11)4.2 主电路仿真图及参数计算 (13)4.3 仿真所得波形 (16)4.4 波形分析 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (21)1 绪论1.1 逆变电路的背景与意义随着电力电子技术的高速发展，逆变电路的应用非常广泛，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当我们使用这些电源向交流负载供电时，就需要用到逆变电路了。

I安徽工程大学毕业设计（论文）48V/1KV A单相桥式逆变器的设计摘要逆变是对电能进行变换和控制的一种基本形式，它完成将直流电变换成交流电的功能，现代逆变技术就是研究现代逆变电路的理论和应用设计方法的一门学科。

这门学科综合了现代电力电子开关器件技术、现代功率变换技术、模拟和数字电子技术、PWM 技术、开关电源技术和现代控制技术等多种实用设计技术，己被广泛的用于工业和民用领域中的各种功率变换系统和装置中。

在已有的各种电源中，蓄电池，干电池，太阳能电池，都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。

另外，交流电动机调速用变频器，不间断电源，感应加热电源等电力电子装备使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。

有人甚至说，电力电子技术早期曾处在整流器时代，后来则进入逆变器时代。

本文提出了先利用桥式整流电路得到直流，再由桥式逆变电路将电能回馈交流电路。

用逆变PWM集成控制器SG3525产生PWM信号作为桥式驱动集成电路芯片IR2110的输入信号，并由IR2110驱动大功率场效应管MOSFET，以逆变出交流电的方案。

关键词：逆变器；SG3525; 电力电子技术；MOSFET场效应管；：48V/1KV A单相桥式逆变器的设计48V/1KV A Hardware Approach Design of the Single Phase InverterAbstractInverter is the power to transform and control of a basic form, it had completed its transformation into alternating current to direct current functions, modern inverter technology is to study the theory of modern inverter circuit design and application of methods of a discipline. It combines the discipline of modern power electronic switching device technology, modern power conversion technology, analog and digital electronic technology, PWM technology, switching power supply technology and modern control technology and other practical design techniques, has been widely used in the field of industrial and civil various power conversion systems and devices.I n various existing power supply, battery, batteries, solar cells, are the DC power supply, when you need them the power to the AC load power supply, inverter circuit is required. In addition, the AC motor speed control by inverter, Uninterrupted power supplies, induction heating power supply and other power electronic equipment is widely used, are a core part of the circuit inverter circuit. Some even say, power electronics technology had earlier era in the rectifier, and later into the inverter era.In this paper, the use of bridge rectifier circuit to be DC, by the bridge inverter circuit will be the exchange of energy feedback circuit. PWM inverter controller with integrated PWM signal generated SG3525 bridge driver IC as the input signal IR2110, IR2110-driven by high-power field effect transistor MOSFET, the AC inverter in the program.This program simplifies the structure, saving machines, the increased speed and real-time, the flexibility to adjust the output voltage or current magnitude and frequency, control performance and good electrical performance.Key words: Inverter ; SG3525;Power electronic technology；MOSFET field effect transistor;安徽工程大学毕业设计（论文）目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1电力电子技术概述 (2)1.2 电力电子开关器件 (2)1.3逆变电路的分类 (4)1.4逆变的目的和优越性 (5)1.5 逆变技术应用领域 (5)1.6本次设计的任务 (7)第2章主电路的选择和设计 (8)2.1逆变电路的分类 (8)2.2 逆变电路的基本工作原理 (9)2.3本次设计的电路及原理 (10)第3章PWM信号的产生 (13)3.1 PWM集成控制器SG3525的结构与特性 (13)3.1.1 SG3525的结构与特性 (13)3.1.2 SG3525的引脚功能 (14)3.2 SG3525的工作原理及注意事项 (15)3.2.1 SG3525的工作原理 (15)3.2.2 SG3525的使用注意事项 (18)第4章MOSFET栅极驱动电路设计 (19)4.1 驱动器的选择 (19)4.2 IR2110主要功能及技术参数 (19)4.3 驱动电路的设计 (21)4.4 保护电路 (23)第5章电路模型的建立与仿真 (25)结论与展望 (27)致谢 (28)附录A：系统原理图 (29)附录B：外文参考文献及其译文 (30)附录C：主要参考文献及其摘要 (34)：48V/1KV A单相桥式逆变器的设计插图清单图2-1 电压型半桥逆变电路及其电压波形 (8)图2-2 电压型全桥逆变电路及其电压波形 (9)图2-3 电压型三相桥式逆变电路及其电压波形 (9)图2-4 系统框图 (10)图2-5 整流电路 (11)图2-6 全桥逆变电路 (11)图3-1 SG3525内部结构图 (14)图3-2 SG3525引脚图 (15)图3-3 PWM信号的产生电路 (16)图3-4 光耦隔离电路 (18)图4-1 IR2110引脚图 (20)图4-2 IR2110输入输出时间图 (21)图4-3 IR2110连接图 (22)图4-4 IR2110外围电路 (22)图4-5 过电流保护电路 (23)图4-6 欠压保护电路 (24)图5-1 PWM逆变电路仿真模型 (25)图5-2 仿真波形 (26)安徽工程大学毕业设计（论文）表格清单表1-1 电力电子器件的分类 (2)表1-2 几种常用的电力电子开关器件性能比较 (3)表4-1 IR2110的工作参数 (20)表4-2 动态传输延迟时间参数 (20)安徽工程大学毕业设计（论文）引言所谓逆变器，是指整流(又称顺变)器的逆向变换装置，其作用是通过半导体功率开关器件(如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模块等)的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能。