正弦波逆变器的课程设计
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小型风力发电系统正弦波逆变器设计
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如何制作一个2000W的正弦波逆变器
如何制作一个2000W的正弦波逆变器要制作一个2000W的正弦波逆变器，你需要经过下面的步骤：1.设计规划：首先，你需要设计一个逆变器的电路图。
这个电路图应该包括逆变器的主要部件，例如转换器、滤波器以及控制电路。
你还需要决定所需的输入电压和输出电压，并确保这些参数与你的需求相匹配。
2.所需材料：准备所需的材料和元器件。
这些包括逆变器芯片、电容器、电感、二极管、电阻器和电容等。
3.搭建电路：根据你的电路图，使用电焊工具和电路板将元器件焊接连接。
确保注意正确的焊接顺序和焊点的质量。
4.程序控制：在逆变器中加入一个微控制器或其他控制电路，使其能够监测和调整输入电压和输出电压。
这将增加逆变器的稳定性和可靠性。
5.测试和调整：连接逆变器到适当的电源，并将负载连接到输出端口。
使用示波器或其他测试设备来测试逆变器的输出波形和频率。
如果有任何问题，你需要进一步调整电路或元器件。
6.优化和改进：一旦你的逆变器正常运行，你可以对其进行优化和改进。
这可能包括优化电路参数、增加保护电路以确保逆变器的安全运行，并增加效率等。
在整个制作过程中，请确保注意安全事项。
遵循正确的电气操作程序，确保使用正确的工具和设备。
总结：制作一个2000W的正弦波逆变器需要一些电子知识和技巧。
这个过程需要进行详细的设计和规划，选择和准备所需的材料，并将元器件焊接到电路板上。
然后，你需要进行测试、调整和优化以确保逆变器的稳定和可靠性。
通过遵循正确的步骤和注意事项，你可以成功地制作一个2000W的正弦波逆变器。
CVCF逆变器课程设计毕业设计(论文)
第0章引言本文提出了一种将重复控制与引入积分控制的极点配置相结合的混合型控制方案。
其中重复控制改善系统的稳态性能，极点配置改善系统的动态特性。
两种控制方式互为补充，可以同时实现高品质的动态响应和高质量的输出电压波形在电力电子装置中，以CVCF逆变器为核心的UPS得到了广泛的应用，对其输出波形主要的技术要求包括低的稳态总谐波畸变率（THD）和快速的动态响应，由于非线性负载、PWM调制过程中的死区和逆变器系统本身的弱阻尼性等因素的影响，采用一般的闭环PWM控制效果不理想。
本文以PID控制模块、RSM 模块,采用重复控制反馈改善系统的稳态性能，采用引入积分控制的极点配置改善系统的动态特性，实验结果表明，本方案可以同时实现高品质的稳态和动态特性。
第1章单相逆变器的概论1.1单项逆变器的基本原理逆变器通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成．单相恒压恒频率正弦波逆变器电源一般用在对电源质量要求很高的场合。
总的原理是直流经振荡电路产生脉动直流（开关管间断导通关闭）或交流电再通过变压器在次极感应出所需电压的交流电。
逆变器的工作原理：1.直流电可以通过震荡电路变为交流电2.得到的交流电再通过线圈升压（这时得到的是方形波的交流电）3.对得到的交流电进行整流得到正弦波逆变分有源逆变和无源逆变，本设计中为有源逆变。
1.2 单相逆变器主电路拓扑结构单相逆变器主电路主要有半桥式、全桥式、推挽式3种，拓扑结构如图1—1所示。
（1）半桥电路输出端的输出的电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半，因此，电压利用率低；但在半桥电路中，可以利用两个大电容C1、C2会补偿不对称的波形，这是半桥电路的优点所在。
（2）全桥电路和推挽电路的电压利用率是一样的，均比半桥电路的利用率大1倍。
但全桥、推挽式电路都存在变压器直流不平衡的问题，需要采取措施解决。
（3）推挽电路主要优点是电压损失小，直流母线电压只有一个开关管的管压降损失；此外，两个开关管的驱动电路电源可以共用，驱动电路简单。
单相正弦波逆变电源设计课程设计
单相正弦波逆变电源设计课程设计单相正弦波逆变电源的设计正文第1章概述任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。
电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
传统的晶体管串联调整正弦波逆变电源是连续控制的线性正弦波逆变电源。
这种传统正弦波逆变电源技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性正弦波逆变电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点、但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都不得和很大的滤波器。
由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。
另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调节器整管并装有体积很大的散热器,很难满足现代电子设备发展的要求。
在近半个多世纪的发展过程中，正弦波逆变电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛的应用，正弦波逆变电源技术进入快速发展期。
正弦波逆变电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。
它的功耗小，效率高，正弦波逆变电源直接对电网电压进行整流、滤波、调整，然后由开关调整管进行稳压，不需要电源变压器，此外，开关工作频率为几十千赫，滤波电容器、电感器数值较小。
因此正弦波逆变电源具有重量轻、体积小等优点。
另外，于功耗小，机内温升低，提高了整机的稳定性和可靠性。
而且其对电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V±10%,而正弦波逆变电源在电网电压在110～260V范围变化时,都可获得稳定的输出阻抗电压。
正弦波逆变电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使正弦波逆变电源装置空前的小型化,并使正弦波逆变电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,扒动了高新技术产品的小型化、轻便化。
300w正弦波逆变器毕业设计
300w正弦波逆变器毕业设计毕业设计是大学生在校期间最后一个重要的学习任务，学生需要通过毕业设计来检验自己所学专业知识的掌握情况，并展示自己的综合能力。
在电气工程专业中，一些学生选择设计一个正弦波逆变器作为毕业设计是比较有挑战性的。
正弦波逆变器是一种电子电路设备，它能够将直流电源转换成交流电源，其输出的交流电压和频率可以很好地模拟正弦波形。
毕业设计的主题是“300w正弦波逆变器”，这是一个挑战性的课题，需要综合运用电路理论、电子器件、控制系统等多方面的知识。
我们来看一下300w正弦波逆变器的设计要求和参数，然后再探讨一下具体的设计方案和实现过程。
设计要求：1. 输出功率：300w；2. 输出电压：220V交流；3. 输出波形：正弦波；4. 效率要求：尽量高；5. 控制方式：PWM控制。
300w正弦波逆变器的设计需要考虑的内容非常多，比如电源电路、控制电路、输出滤波等。
我们需要设计一个合适的电源电路，将输入的直流电源转换成高频交流电源，然后再通过变压器降压变频，最终输出所需的220V交流电压。
在这个过程中，需要考虑电路的损耗问题，以及如何提高整个系统的效率。
我们需要设计一个PWM控制电路，用来精确控制逆变器的输出电压和频率，以确保输出的交流电压是符合要求的正弦波。
为了减小谐波等干扰，还需要设计一个合适的输出滤波电路，让输出的交流电压更加纯净稳定。
在300w正弦波逆变器的毕业设计中，学生不仅需要理论知识的扎实运用，还需要动手实际搭建电路，并进行调试。
在这个过程中，可能会碰到各种各样的问题，需要学生具备一定的动手能力和问题解决能力。
总结来说，300w正弦波逆变器的毕业设计是一个综合性的项目，需要学生充分发挥自己的创造力和动手能力。
通过这样的设计，学生不仅可以加深对电力电子领域知识的理解，还能锻炼自己的实际动手能力和解决问题的能力。
希望学生可以在毕业设计中取得成功，为自己的未来工作打下坚实的基础。
电气工程专业的学生通常需要在毕业设计中展现他们所学专业知识的掌握情况，并展示自己的综合能力。
TL494正弦波逆变电源设计2
TL494正弦波逆变电源设计2第一篇：TL494正弦波逆变电源设计21.TL494正弦波逆变电源设计1.1 概述：TL494本身就是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管室、半桥式、全桥式开关电源。
TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。
次课程设计我所设计的是TL494正弦波逆变电路，其电路的主要功能是：1）逆变就是将直流变为交流。
由波形发生器产生50Hz、幅度可变的正弦波，与锯齿波比较后，再通过PWM电路，输出SPWM波，经过驱动电路逆变电路，再经过高频变压器与滤波电路输出50Hz的正弦波。
2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：高频逆变电路、滤波环节。
控制电路主要环节：正弦信号发生电路、脉宽调制PWM、电压电流检测单元、驱动电路。
3）功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。
4）系统具有完善的保护这是本次课程设计中要设计的电路的概况，其实总的来说用TL494为主要元件实现的正弦波逆变电路控制器具有构思新颖、电路简单、成本低廉以及控制过程稳定等特点，在很多工业控制场合可获得广泛的应用。
~~ 1.2 系统总体方案的确定：通过对设计内容和设计要求的具体分析，我把电路分别设计成两部分：一是主电路，即是采用高频逆变电路和高频变压器的组合来实现，其中的滤波电路则是采用的线路滤波的方式，高频逆变电路由于其要求的特殊性我采用了电压型半桥逆变电路和高频开关IGBT相连接的方法，并且和高频变压器的组合可以高效的实现直流电向交流电的逆变过程。
第二部分控制电路，当然是采用集成芯片TL494来实现，主要原因在于主电路的电流逆变过程中控制电路各单元的复杂性，而TL494本身包含了开关电路控制所需的全部功能和全部脉宽调制电路，同时片内置有线性误差放大器和其他驱动电路等，因此便可以同时实现：正弦信号发生单元、脉宽调制PWM单元、电压电流检测单元和驱动电路单元。
300w正弦波逆变器毕业设计
300w正弦波逆变器毕业设计摘要：1.毕业设计背景与意义2.300W 正弦波逆变器的原理及结构3.毕业设计的具体实现过程4.毕业设计的总结与展望正文：一、毕业设计背景与意义随着科技的发展，逆变器在众多领域中得到了广泛的应用。
逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备，其输出波形可以分为正弦波和修正弦波。
在毕业设计中，我选择了300W 正弦波逆变器作为研究对象，旨在通过本次设计，提高自己的实践能力和对电力电子技术的理解。
二、300W 正弦波逆变器的原理及结构300W 正弦波逆变器主要由电源、控制电路、逆变器电路和输出滤波器组成。
其中，电源为整个系统提供直流电压；控制电路负责对整个系统进行调节和控制；逆变器电路将直流电转换为正弦波交流电；输出滤波器用于滤除逆变器电路中可能存在的高频谐波，以保证输出电压的纯净。
三、毕业设计的具体实现过程1.电路设计在电路设计阶段，我首先选择了合适的元件，包括NE555、SG3525 等。
接着，我绘制了电路原理图和PCB 布局图，并对电路进行了仿真。
2.元件选购与焊接根据电路原理图，我购买了所需的元件，并进行了焊接。
在焊接过程中，我注意了焊接技巧，确保焊点牢固可靠。
3.电路调试在电路焊接完成后，我对电路进行了调试。
我首先检查了电路中各个元件的连接是否正确，然后通过改变输入电压和电流，观察输出电压和电流是否符合预期。
在调试过程中，我发现了一些问题，并对电路进行了优化。
4.系统测试在电路调试完成后，我对整个系统进行了测试。
我测量了逆变器的输出电压、输出电流、效率等参数，并与理论值进行了对比。
测试结果表明，整个系统性能良好，满足设计要求。
单相正弦波逆变电源设计原理
单相正弦波逆变电源设计原理+电路+程序目录1.系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2总体设计方案 (4)1.2.1设计思路 (4)1.2.2方案论证与比较 (5)1.2.3系统组成 (8)2.主要单元硬件电路设计 (9)2.1DC-DC变换器控制电路的设计 (9)2.2DC-AC电路的设计 (10)2.3 SPWM波的实现 (10)2.4 真有效值转换电路的设计 (11)2.5 保护电路的设计 (12)2.5.1 过流保护电路的设计 (12)2.5.2 空载保护电路的设计 (13)2.5.3 浪涌短路保护电路的设计 (14)2.5.4 电流检测电路的设计 (15)2.6 死区时间控制电路的设计 (15)2.7 辅助电源一的设计 (15)2.8 辅助电源二的设计 (15)2.9 高频变压器的绕制 (17)2.10 低通滤波器的设计 (18)3.软件设计 (18)3.1 AD转换电路的设计 (18)3.2液晶显示电路的设计 (19)4.系统测试 (20)14.1测试使用的仪器 (20)4.2指标测试和测试结果 (21)4.3结果分析 (24)5.结论 (25)参考文献 (25)附录1 使用说明 (25)附录2 主要元器件清单 (25)附录3 电路原理图及印制板图 (28)附录4 程序清单 (39)21.系统设计1.1设计要求制作车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输入单路12V直流，输出220V/50Hz。
满载时输出功率大于100W，效率不小于80%，具备过流保护和负载短路保护等功能。
1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输出电压波形为正弦波。
设计中主电路采用电气隔离、DC-DC-AC的技术，控制部分采用SPWM（正弦脉宽调制）技术，利用对逆变原件电力MOSFET的驱动脉冲控制，使输出获得交流正弦波的稳压电源。
1.2.2方案论证与比较⑴ DC-DC变换器的方案论证与选择方案一：推挽式DC-DC变换器。
基于单片机的正弦波逆变电源设计 毕业设计
本科生毕业设计说明书论文题目：基于单片机的正弦波逆变电源设计年月日摘要本次设计是基于单片机STC而设计的纯正弦波逆变电源。
额定输入U=12V的直流电，输出为50Hz,220V的交流电。
额定输出功率为300W。
设计了全方位的保护电路。
包含了可以根据温度来控制散热风扇的开启。
实现了输入低压、过压的关断功能。
当输入U过低时，逆变现象停止，这样可以防止蓄电池的损坏。
当输入U过高时，停止逆变，可以防止损坏芯片。
拥有输入防反接功能，当输入正负极接错时，关断输入与后级电路的连接，不会烧坏芯片或蓄电池。
采用了一个液晶屏来显示输出的电压，输出频率等信息。
采用一对发光二极管来指示工作状态。
采用了一个蜂鸣器，当产生错误时，发出蜂鸣报警。
输出的交流电为标准的正弦波，而不是方波或修正波，可以实现更宽范围的带负载能力。
根据实验分析，最终转换效率达到85%以上，输出结果稳定，达到了理想的实验效果。
关键词单片机，逆变电源，正弦波，反接保护AbstractThe design is based on STC microcontroller designed for pure sine wave inverter. Rated input voltage of 12V DC, output is 50Hz, 220V AC. Rated output power of 300W. I designed a full range of protection circuits. It can be included to control the temperature on the cooling fan. Achieve a input voltage, overvoltage shutdown function. When the input voltage is too low, the inverter is stopped, to prevent damage to the battery, when the input voltage is too high, the inverter is stopped to prevent damage to the chip. Has the input anti-reverse function when the input is negative then the wrong time, and after the shutdown input stage circuit connections will not burn chips or batteries. It uses a liquid crystal screen to display the output voltage, output frequency and other information. It uses two light emitting diodes to indicate the operating status. It uses a buzzer when an error occurs, the alarm beeps. The standard AC output sine wave, rather than a square wave or modified wave, a wider range can be achieved with a load capacity. According to the test, the conversion efficiency of more than 85%, stable output, to achieve a good experimental result.Key WordsMCU, Inverter, Sine wave, reverse polarity protection目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1系统研究的背景 (1)1.2系统研究的意义 (2)第二章系统的工作原理与结构 (3)2.1系统的工作原理 (3)2.2系统的硬件结构 (6)2.3系统的软件设计 (7)第三章系统的硬件设计 (8)3.1主控制器 (8)3.2DC-DC模块 (9)3.2.1PWM脉冲产生电路 (9)3.2.2变压器的设计 (10)3.3.3输出整流电路的设计 (12)3.3DC-AC模块 (12)3.3.1SPWM波驱动隔离 (13)3.3.2开关电路的设计 (14)3.3.3LC滤波电路设计 (15)3.4保护模块 (16)3.4.1温度保护 (16)3.4.2输入保护 (16)3.4.3输出保护 (17)3.5直流5V电路设计 (18)3.6显示与报警模块 (18)3.6.1液晶显示 (18)3.6.2蜂鸣器报警 (20)第四章系统的软件设计 (21)4.1开发环境介绍 (21)4.2SPWM程序设计 (23)4.3液晶驱动程序设计 (28)第五章结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录一系统原理图 (35)附录二系统源程序 (36)基于单片机的正弦波逆变电源设计第一章绪论1.1系统研究的背景逆变电源是指将直流电源转换为交流电源的的装置。
正弦波逆变器设计方案
正弦波逆变器设计方案一、引言正弦波逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力转换设备，在各类电力应用领域广泛应用。
在许多应用中，需要高质量的交流电源，如电子设备、家用电器、医疗设备等。
本文将讨论正弦波逆变器的设计方案，以提供稳定、高质量的交流电。
二、基本原理正弦波逆变器的基本原理是将直流电通过逆变器电路转换为交流电。
其主要组成部分包括直流输入电源、逆变电路和输出滤波电路。
直流输入电源提供逆变器的输入电压，逆变电路将直流电转换为交流电，并通过输出滤波电路来滤波输出波形。
三、逆变电路设计1. 调制技术选择逆变电路的调制技术决定了输出波形的质量。
常见的调制技术有PWM（脉宽调制）和SPWM（正弦波调制）。
在正弦波逆变器中，选择SPWM调制技术可以获得更接近纯正弦波的输出。
2. 逆变器拓扑选择常见的逆变器拓扑有单相桥式逆变器、三相桥式逆变器等。
根据实际需求选择逆变器拓扑，单相桥式逆变器适用于单相负载，而三相桥式逆变器适用于三相负载。
3. 电路元件选择逆变电路中的元件选择直接影响到逆变器的性能。
选择合适的功率晶体管、电容器和电感器可以提高逆变器的功率输出和效率。
四、输出滤波电路设计输出滤波电路用于滤除逆变电路产生的谐波成分，生成纯正弦波的交流电。
常用的输出滤波电路包括LC滤波电路和LCL滤波电路。
LC滤波电路结构简单，但不能有效滤除高频成分；而LCL滤波电路在滤除谐波的同时，还能提供较好的带宽特性。
五、保护措施设计正弦波逆变器在实际应用中需要具备安全可靠的特性。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护、温度保护等。
通过合理设计电路，设置过压、过流和温度保护装置，可以有效保护逆变器及其外部负载。
六、控制电路设计正弦波逆变器的控制电路主要包括运算放大器、比较器和PWM 控制电路等。
通过运算放大器进行误差放大和控制信号处理，再经过比较器和PWM控制电路产生PWM信号，并控制逆变电路，从而实现对逆变器输出波形的控制。
七、实验验证与结果分析在设计完成后，进行实验验证并对实验结果进行分析。
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目录目录 (1)第一章绪论 (2)1.1 正余弦波逆变器的概念 (2)1.2 正余弦波逆变器的发展历史 (2)1.2.1 概述 (2)1.2.2 正余弦波逆变器器件概述 (3)第二章正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理 (4)2.1 可关断晶体管（GTO） (4)2.2 电力晶体管（GTR） (5)2.3 功率场效应晶体管（Power MOSFET） (6)2.4 绝缘栅双极晶体管（IGBT） (7)2.5 小结 (8)第三章正弦波逆变器设计总体思路.... (9)3.1 总体框架图 (9)3.2 局部电路 (9)3.21 电压型逆变器 (9)3.22 电流型逆变器 (10)3.3 正弦脉宽调制逆变器 (11)3.31 PWM逆变电路及其工作原理 (11)3.32 总控制电路 (13)3.33控制局部电路 (15)第四章SPWM逆变器的应用 (16)4.1 SPWM逆变器的概况 (16)4.2 SPWM逆变器的应用场合 (16)总结 (17)参考文献 (17)第一章绪论1.1正弦波逆变器的概念所谓逆变器，是指整流器的逆向变换装置。
其作用是通过半导体功率开关器件（例如GTO,GTR,功率MOSFET 和IGBT等）的开通和关断作用，把直流电能换成交流电能，它是一种电能变换装置逆变器。
特别是弦波逆变器，其主要用途是用于交流传动，静止变频和UPS电源。
逆变器的负载多半是感性负载。
为了提高逆变效率，存储在负载电感中的无功能量应能反馈回电源。
因此要求逆变器最好是一个功率可以双向流动的变换器，即它既可以把直流电能传输到交流负载侧，也可以把交流负载中的无功电能反馈回直流电源。
1.2弦波逆变器的发展历史1.21 概述逆变器的原理早在1931年就在文献中提到过。
1948年，美国西屋电气公司用汞弧整流器制成了3000HZ 的感应加热用逆变器。
1947年，第一只晶体管诞生，固态电力电子学随之诞生。
1956年，第一只晶体管问世，这标志着电力电子学的诞生，并开始进入传统发展时代。
在这个时代，逆变器继整流器之后开始发展。
首先出现的是SCR电压型逆变器。
1961年，B.D.Bedford提出了改进型SCR强迫换向逆变器，为SCR逆变器的发展奠定了基础。
1960年以后，人们注意到改善逆变器波形的重要性，并开始进行研究。
1962年，A.Kernick提出了“谐波中和消除法”，即后来常用的“多重叠加法”，这标志着正弦波逆变器的诞生。
1963年，F.G.Turnbull提出了“消除特定谐波法”，为后来的优化PWM法奠定了基础，以实现特定的优化目标，如谐波最小，效率最优，转矩脉动最小等。
20世纪70年代后期，可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR及其模块相继实用化。
80年代以来，电力电子技术与微电子技术相结合，产生了各种高频化的全控器件，并得到了迅速发展，如功率场效应管Power MOSFET、绝缘门极晶体管IGT或IGBT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管MCT，及MOS晶体管MGT等。
这就是、使电力电子技术由传统发展时代进入到高频化时代。
在这个时代，具有小型化和高性能特点的新逆变技术层出不穷。
特别是脉宽调制波形改善技术得到了飞速的发展。
1964年，由A.Schonung和H.Stemmler提出的、把通信系统调制技术应用到逆变技术中的正弦波脉宽调制技术（Sinusoida-PWM，简称SPWM），由于当时开关器件的速度慢而未得到推广。
直到1975年才由Bristol大学的S.R.Bowse等把SPWM技术正式应用到逆变技术中，使逆变器的性能大大提高，并得到了广泛的应用和发展，也使正弦波逆变技术达到了一个新高度。
此后，各种不同的PWM技术相继出现，例如注入三次谐波的PWM、空间相量调制（SVM）、随机PWM、电流滞环PWM等，成为高速器件逆变器的主导控制方式。
至此，正弦波逆变技术的发展已经基本完善。
1.22 正余弦波逆变器的器件概述电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。
目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。
IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。
它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。
尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外,绝缘材料的缺陷也是一个问题。
随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。
第二章 正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理2.1 可关断晶体管（GTO ） 可关断晶闸管GTO （Gate Turn-Off Thyristor ）亦称门控晶闸管。
其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。
普通晶闸管（SCR ）靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。
欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维持电流IH ，或施以反向电压强近关断。
这就需要增加换向电路不仅使设备的体积重量增大，而且会降低效率，产生波形失真和噪声。
可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。
GTO 的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR ），只是工作频纺比GTR 低。
目前，GTO 已达到3000A 、4500V 的容量。
大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。
GTO 是一种PNPN 四层结构的半导体器件，它的结构，等效电路图及图形符号示于图2.1-1中。
G K A G KAG K P N P N 1122A G C C 1212K(a)(b)(c)图 2.1-1A图中A 、G 和K 分别表示GTO 的阳极，门极和阴极。
α1为P 1N 1P 2晶体管的共基极电流放大系数，α2为N 2P 2N 1晶体管的共基极电流放大系数，图中的箭头表示各自的多数载流子运动方向。
通常α1比α2小，即P 1N 1P 2晶体管不灵敏，而N 2P 2N 1晶体管灵敏。
GTO 导通时器件总的放大系数α1+α2稍大于己于1，器件处于临界饱和状态，为用门极负信号去关断阳极电流提供了可能性。
2.2 电力晶体管（GTR）电力晶体管是一种双极型大功率高反压晶体管，由于其功率非常大，所以，它又被称作为巨型晶体管，简称GTR。
GTR是由三层半导体材料两个PN结组成的，三层半导体材料的结构形式可以是PNP，也可以是NPN。
大多数双极型功率晶体管是在重掺质的N+硅衬底上，用外延生长法在N+上生长一层N漂移层，然后在漂移层上扩散P基区，接着扩散N+发射区，因之称为三重扩散。
基极与发射极在一个平面上做成叉指型以减少电流集中和提高器件电流处理能力。
在逆变电路中，GTR都工作在共发射极状态，其输出特性曲线是指集电极电流IC和电压VCE以及基极电流I B之间的关系，如图2.2-1所示。
GTR的特性曲线分5个区。
区为截止区，I B=0，I C很小，为CE漏电流。
II区为线性放大区，当I B 增加时，I C也跟随I B 线性增加。
随着V CE 继续降低，I C已没有增长能力，这就进入了深度饱和区，即第IV区。
这时的V CE称为GTR的饱和压降，用V CES表示，它比GTO和VMOSFET要低。
V区为击穿区，IVI I II I VCIB EC E当V CE增加到一定值时，即使I B不增加，I C也会增加，这时的V CE就是GTR 的一次击穿电压。
如果V CE继续增加，I C也增加，由于GTR具有负阻特性，当结温上升时，I C更大。
由于整个管芯的导电不可能绝对均匀，大的I C会产生集中热点，从而发生雪崩击穿，I C骤增。
这时候，即使降低V CE也无济于事，高速增长的热量无法散出，在很短时间内（几微秒甚至几纳秒）便使GTR被永远地烧坏。
这就是GTR的二次击穿现象，它是GTR最致命的弱点，也是限制GTR发展和进一步推广应用的最重要的原因之一。
电力晶体管GTR大多作功率开关使用，所以，要求它要有足够的容量（高电压、大电流）、适当的增益、较高的工作速度和较低的功率损耗等。
但由于电力晶体管的功率损耗大、工作电流大，因此它存在着诸如基区大注入效应、基区扩展效应和发射极电流集边效应等特点和问题。
2.3 功率场效应晶体管（Power MOSFET）功率场效应晶体管简称功率MOSFET，它是一种以晶体管原理为基础，将微电子技术的发展成果应用到电力电子领域中的单极型的电压控制器件，不但有自关断能力，而且有驱动功率小、工作速度高、无二次击穿问题、安全工作区宽等优点。
在这里以VDMOSFET为例，来大致介绍一下功率MOSFET的结构和工作理。
PN漂移层衬底漏（D）栅（G）源（S）PN NNGDS GSDN 沟道P 沟道图 2.3 -1图2.3-1(a)是VDMOSFET中一个单元的截面图，它是在电阻率很地的重掺杂N+ 衬底上生长一层漂移层N，该层的厚度和杂质浓度决定了器件的正向阻断能力。
然后在漂移层上再生长一层很薄的栅极氧化物，在氧化物上沉积多晶硅栅极。
在用光刻法除去一部分氧化物后，进行P区和N+源区双区双扩散，并沉积源极电极。
这样，就形成了N沟道增强型功率MOSFET，其电气图形符号如图2.3-1(b)所示。
当漏极接电源正端，源极接电源负端，栅极和源极间电压为零时，P基区和N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。
如果在栅极和源极之间加一正电压U GS，由于栅极是绝缘的，所以并不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压却会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P区表面。
当U GS大于某一电压值U T时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使P型半导体反型成N型半导体而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。
电压U T称为开启电压，U GS 超过U T 越多，导电能力越强，漏极电流I D 越大。