E第5章逆变电路

第五章直流—交流（DC—AC）变换5.1 逆变电路概述5.1.1 晶闸管逆变电路的换流问题DC—AC变换原理可用图5-1所示单相逆变电路来说明，其中晶闸管元件VT1、VT4，VT2、VT3成对导通。

当VT1、VT4导通时，直流电源E通过VT1、VT4向负载送出电流，形成输出电压左（+）、右（-），如图5-1（a）所示。

当VT2、VT3导通时，设法将VT1、VT4关断，实现负载电流从VT1、VT4向VT2、VT3的转移，即换流。

换流完成后，由VT2、VT3向负载输出电流，形成左（-）、右（+）的输出电压，如图5-1（b）所示。

这两对晶闸管轮流切换导通，则负载上便可得到交流电压，如图5-1（c）波形所示。

控制两对晶闸管的切换导通频率就可调节输出交流频率，改变直流电压E的大小就可调节输出电压幅值。

输出电流的波形、相位则决定于交流负载的性质。

图5-1 DC—AC变换原理要使逆变电路稳定工作，必须解决导通晶闸管的关断问题，即换流问题。

晶闸管为半控器件，在承受正向电压条件下只要门极施加正向触发脉冲即可导通。

但导通后门极失去控制作用，只有使阳极电流衰减至维持电流以下才能关断。

常用的晶闸管换流方法有：（1）电网换流（2）负载谐振式换流（3）强迫换流5.1.2 逆变电路的类型逆变器的交流负载中包含有电感、电容等无源元件，它们与外电路间必然有能量的交换，这就是无功。

由于逆变器的直流输入与交流输出间有无功功率的流动，所以必须在直流输入端设置储能元件来缓冲无功的需求。

在交—直—交变频电路中，直流环节的储能元件往往被当作滤波元件来看待，但它更有向交流负载提供无功功率的重要作用。

根据直流输入储能元件类型的不同，逆变电路可分为两种类型：图5-4 电压源型逆变器图5-5 无功二极管的作用1．电压源型逆变器电压源型逆变器是采用电容作储能元件，图5-4为一单相桥式电压源型逆变器原理图。

电压源型逆变器有如下特点：1）直流输入侧并联大电容C用作无功功率缓冲环节（滤波环节），构成逆变器低阻抗的电源内阻特性（电压源特性），即输出电压确定，其波形接近矩形，电流波形与负载有关，接近正弦。

逆变电路原理图逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路。

它通常由开关管和电感、电容等元件组成，可以实现直流电源向各种负载输出交流电。

逆变电路在各种电子设备中都有广泛的应用，例如逆变电源、UPS电源等。

在本文中，我们将介绍逆变电路的原理图及其工作原理。

逆变电路的原理图通常由输入端、输出端、开关管、电感、电容等元件组成。

其中，输入端接收直流电源，经过开关管的控制，通过电感和电容等元件实现直流电到交流电的转换，最终输出到负载中。

开关管的工作状态由控制电路来控制，它可以周期性地打开和关闭，从而实现对直流电的切割和转换。

电感和电容则起到了滤波和平滑输出波形的作用。

逆变电路的工作原理是基于开关管的工作状态来实现的。

当开关管处于导通状态时，直流电源通过电感储能，同时电容器充电，此时负载得到电源供电。

当开关管处于断开状态时，电感释放能量，电容器放电，此时负载得到的是电感和电容器放电的能量。

通过不断地切换开关管的工作状态，可以实现直流电到交流电的转换。

在逆变电路中，开关管的工作状态由控制电路来控制。

控制电路通常由PWM控制器、驱动电路、反馈电路等组成。

PWM控制器可以根据输入信号的大小和频率来生成相应的脉冲信号，驱动电路则将脉冲信号传递给开关管，控制其导通和断开。

反馈电路则可以监测输出端的电压和电流，将其反馈给PWM控制器，实现对输出波形的调节和稳定。

逆变电路的原理图和工作原理对于电子工程师来说是非常重要的。

通过深入理解逆变电路的原理图和工作原理，可以更好地设计和调试逆变电路，提高电路的效率和稳定性。

同时，对于工程师来说，熟练掌握逆变电路的原理图和工作原理也是必不可少的技能。

总之，逆变电路是一种非常重要的电子电路，在各种电子设备中都有着广泛的应用。

通过深入理解逆变电路的原理图和工作原理，可以更好地应用和设计逆变电路，提高电路的效率和稳定性。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。

单相全桥逆变电路目录第一章绪论 (2)1.1单向全桥逆变电路应用背景 (2)1.2单向全桥逆变电路发展现状 (2)1.3单向全桥逆变电路的现实意义 (2)第二章单向全桥逆变电路的拓扑结构，工作原理 (2)2.1单向全桥逆变电路的拓扑结构 (2)2.2单向全桥逆变电路的工作原理 (3)第三章单向全桥逆变电路的控制策略，实现方式，程序框图，参数 (4)3.1单向全桥逆变电路的控制策略 (4)3.1单向全桥逆变电路的实现方式 (4)3.2单向全桥逆变电路的程序框图 (4)3.3单向全桥逆变电路的控制参数 (4)第四章单向全桥逆变电路的仿真模型 (5)4.2单向全桥逆变电路的仿真图 (5)4.2单向全桥逆变电路的参数 (5)4.3单向全桥逆变电路的搭建 (5)4.3.1向全桥逆变电路的仿真结果 (5)4.3.3向全桥逆变电路的仿真结果分析 (6)第五结论 (6)参考文献 (7)第一章绪论1.1单向全桥逆变电路应用背景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。

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设备使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。

有人甚至说，电力电子技术早起曾处于整流器时代，后来则进入逆变器时代。

1.2单向全桥逆变电路发展现状第五阶段: 21世纪初，逆变技术的发展随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的进步不断改进，逆变技术正朝着高频化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。

现在的逆变技术可达到低至48伏的工作电压，并且性能稳定。

逆变器可用在电脑、电视、应急灯、电扇、手机充电器、录音机等各种电器上。

1.3单向全桥逆变电路的现实意义相逆变电路的功能是将直流电转换为交流电。

在实际应用中，单相逆变电路可以用于电力电子变换器、UPS电源、太阳能电池板等领域。

目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。

答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。

答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

《电力电子技术》教学内容及要求绪论掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史了解电力电子技术的应用范围了解电力电子技术的发展前景了解本课程的内容、任务与要求第1章电力电子器件掌握各种二极管重点掌握半控型器件：晶闸管重点掌握典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT了解IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件掌握电力电子器件的驱动电路了解功率集成电路和智能功率模块掌握电力电子器件的保护掌握电力电子器件的串并联第2章整流电路掌握单相可控整流电路重点掌握三相可控整流电路掌握变压器漏抗对整流电路的影响掌握电容滤波的二极管整流电路掌握整流电路的谐波和功率因数了解大功率整流电路掌握整流电路的有源逆变工作状态了解晶闸管直流电动机系统掌握相位控制电路第3章直流斩波电路重点掌握降压斩波电路重点掌握升压斩波电路掌握升降压斩波电路掌握复合斩波电路了解多相多重斩波电路第4章交流—交流电力变换电路重点掌握单相相控式交流调压电路掌握三相相控式交流调压电路掌握交流调功电路了解交流电子开关掌握单相输出交—交变频电路了解三相输出交—交变频电路了解矩阵式变频电路第5章逆变电路掌握换流方式重点掌握电压型逆变电路掌握电流型逆变电路掌握多重逆变电路和多电平逆变电路第6章脉宽调制（PWM）技术重点掌握PWM控制的基本原理掌握PWM逆变电路的控制方式掌握PWM波形的生成方法了解PWM逆变电路的谐波分析了解跟踪型PWM控制技术了解PWM整流电路及其控制方法第7章软开关技术了解软开关的基本概念掌握软开关技术的分类掌握各种软开关电路的原理及应用第8章组合变流电路掌握间接交流变流电路交—直—交变频电路（VVVF）恒压恒频变流电路（CVCF）掌握间接直流变流电路（间接DC/DC变换器）开关电源结束语了解电力电子技术的发展趋势第一章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。

电⼒电⼦技术复习习题第1章电⼒电⼦器件填空题：1.电⼒电⼦器件⼀般⼯作在__开关__状态。

电⼦技术包括信息电⼦技术和电⼒电⼦技术两⼤类。

2.在通常情况下，电⼒电⼦器件功率损耗主要为__通态损耗__，⽽当器件开关频率较⾼时，功率损耗主要为__开关损耗___。

3.电⼒电⼦器件组成的系统，⼀般由__控制电路__、__驱动电路_、__主电路__三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加__保护电路___。

4.按内部电⼦和空⽳两种载流⼦参与导电的情况，电⼒电⼦器件可分为_单极型_、_双极型__、_复合型_三类。

5.电⼒⼆极管的⼯作特性可概括为_单向导电性_。

6.电⼒⼆极管的主要类型有_普通⼆极管_、_快恢复⼆极管_、_肖特基⼆极管_。

晶闸管派⽣器件：快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管。

7.肖特基⼆极管的开关损耗_⼩于_快恢复⼆极管的开关损耗。

8.晶闸管的基本⼯作特性可概括为 _门极_ 正向有触发则导通、反向截⽌ ___关断_ 。

9.对同⼀晶闸管，维持电流IH与擎住电流I L在数值⼤⼩上有I L_=(2~4)_IH。

10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值⼤⼩上应为，UDRM_<_Ubo。

11.逆导晶闸管是将_⼆极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同⼀管芯上的功率集成器件。

12.GTO的_GTO元的阴极和门极并联_结构是为了便于实现门极控制关断⽽设计的。

13.功率晶体管GTR从⾼电压⼩电流向低电压⼤电流跃变的现象称为_击穿_。

14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截⽌区对应后者的_截⽌区_、前者的饱和区对应后者的_放⼤区_、前者的⾮饱和区对应后者的_饱和区_。

15.电⼒MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数，对器件并联时均流有利。

16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升⾼⽽_下降_，开关速度_⼩于_电⼒MOSFET 。