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逆变电源设计方案逆变电源是将直流电转换为交流电的一种电源设备，广泛应用于电子设备、通信设备以及工业控制系统等领域。
下面将介绍一个逆变电源的设计方案，以满足一般应用需求。
1.设计需求：-输入电压：直流12V-输出电压：交流220V（标准电压）-输出频率：50Hz（标准频率）-输出功率：300W（满足常见电子设备需求）2.设计步骤：-步骤一：选择逆变电路拓扑逆变电源常见的拓扑有全桥逆变、半桥逆变和单相桥式逆变等，根据设计需求选择合适的拓扑。
在本设计中，选择半桥逆变电路，因为它具有较高的效率和较小的体积。
-步骤二：选择开关管和变压器根据电压和功率需求，选择适当的开关管和变压器。
在本设计中，使用功率较小的MOSFET作为开关管，选择1500W的变压器。
-步骤三：设计PWM控制电路PWM控制电路用于控制开关管的开关时间，从而实现输出电压的调节。
在本设计中，采用可调的PWM控制电路，可根据需要调节输出电压。
-步骤四：设计滤波器逆变器输出的交流电压需要经过滤波器进行滤波，以去除高频杂散信号。
选择合适的滤波器参数，并根据设计原则进行设计。
-步骤五：添加保护电路逆变电源需要添加过压保护、过流保护和短路保护等保护电路，以保护电路和设备的安全运行。
根据设计需求，设计相应的保护电路。
3.设计考虑：-效率：逆变电源的效率是一个重要的性能指标，需要在设计中尽可能提高逆变电源的效率。
可以采用先进的开关管和变压器，以及合理的电路拓扑来提高效率。
-可靠性：逆变电源需要保证稳定可靠的输出，因此需要合理选择元器件，并进行稳定性和可靠性的测试和验证。
-安全性：逆变电源需要添加保护电路，以保证在异常情况下能够及时切断输出电源，防止损坏设备和用户安全。
总结：逆变电源设计方案包括选择合适的电路拓扑、元器件，设计PWM控制电路、滤波器和保护电路等。
在设计中需要考虑效率、可靠性和安全性等因素，以满足特定的应用需求。
通过合理的设计和测试验证，可以得到一个稳定可靠的逆变电源。
电源逆变器的设计与优化分析引言电源逆变器是一种能够将直流电转化成交流电的装置，广泛应用于各种电子设备中。
设计和优化电源逆变器，可以提高设备的性能并减少功耗，对于电子设备的研究和发展有重要意义。
本文将从电源逆变器的设计原理和结构、优化方法、性能分析等方面进行阐述和探讨。
一、电源逆变器的设计原理和结构1.设计原理电源逆变器的基本原理是通过改变交流电的频率和幅值，来生成所需的交流电。
电源逆变器一般由逆变器和滤波器两部分组成。
逆变器的主要作用是将直流电转换成交流电，而滤波器则主要用于过滤输出波形中的杂波和谐波，使输出波形更加纯净。
2.设计结构电源逆变器通常由晶体管、电阻、电容和电感器等元器件组成，其基本结构如下图所示：【图片】二、电源逆变器的优化方法1. 优化算法电源逆变器的设计和优化是一个复杂的过程，涉及到多种因素和参数。
现代科技的发展，为电源逆变器的优化提供了更多的解决方案。
其中，常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。
2. 优化目标电源逆变器的优化目标一般包括输出功率、效率、电压波形等方面。
在设计电源逆变器时，需要根据实际需求选择不同的优化目标，并综合考虑多个因素，以达到最优化的结果。
三、电源逆变器的性能分析1. 电气特性电源逆变器的电气特性是评价其性能的重要指标之一。
常见的电气特性包括输出功率、效率、电压波形等。
这些特性的好坏将决定电源逆变器能否满足设备的需求。
2. 稳定性分析电源逆变器的稳定性是指其在长期运行过程中的稳定性。
稳定性分析是评价电源逆变器的可靠性和安全性的重要方法。
通常，稳定性分析包括输出波形变化、发热等方面。
3. 环境适应性电源逆变器在不同的环境下，性能表现也会有所不同。
因此，在设计电源逆变器时，需要考虑其适应环境的能力，如电源逆变器在高温环境下的性能是否有所下降等。
结论本文主要阐述了电源逆变器的设计与优化分析方法。
在电源逆变器的设计和优化过程中，需要根据不同的需求和实际情况综合考虑多种因素和参数，以达到最优的设计方案。
开题报告
二、国内外研究现状
目前市场上常用的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、30W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。
车载逆变器的输入为汽车点烟器或者蓄电池，一般汽车点烟器10A左右的电流，故点烟器输出的功率约为150W。
对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电，大于150W功率等级时需要直接从车载蓄电池供电，否则会因为过流烧毁汽车配件及保险丝。
随着车上使用电器种类的增多，对车载逆变器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们的需求，中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势[1]。
目前市场上所使用的车载逆变器一般是先升压再逆变
三、研究内容及拟解决的关键问题
1、设计内容：设计宽输入、高增益、大功率车载逆变电源。
（1）分析当前可行的主电路拓扑和控制方案，选择电路拓扑和控制方案。
（2）计算主电路主要元器件参数。
（3）完成控制电路的硬件电路设计和软件设计。
（4）通过仿真实验对理论分析进行验证。
2、设计要求：
（1）输入电压为：DC18V-36V
（2）输出电压：AC220V
（3）额定输出功率：3kW
（4）谐波畸变率:<3%
3、关键问题：
（1）前级ＤＣ／ＤＣ变换器需满足宽输入电压范围内的稳定输出；
（2）ＤＣ／ＤＣ变换器需要有髙升压比，可以满足逆变所需３６０Ｖ－３８０。
前言逆变是利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程。
例如：应用晶闸管的电力机车，当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行，机车的位能转变成电能，反送到交流电网中去。
又如运转着的直流电动机，要使它迅速制动，也可让电动机作发电机运行，把电动机的动能转变为电能，反送到电网中去。
把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。
在特定场合下，同一套晶闸管变流电路既可作整流，又能作逆变。
变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去，叫有源逆变。
如果变流器的交流侧不与电网联接，而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，则叫无源逆变。
交流变频调速就是利用这一原理工作的。
有源逆变除用于直流可逆调速系统外，还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。
逆变电源因体积小、重量轻、节材、节能、转换效果高等特点，现已得到了广泛应用。
目前逆变电路的拓扑结构主要有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式、全桥式等多种类型。
根据需求可采用不同拓扑形式的逆变电路满足其需求。
目前IGBT （绝缘栅双极型晶体管）是逆变电源中常用的功率器件，已逐步取代原晶闸管、晶体管、场效应管（MOSFET）。
由于桥式逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍低，并有较高的功率输出，现通常采用全桥式逆变电路来实现较大功率输出。
课程设计所要求做的是2kw的逆变电源主电路设计（要求：电网电压380v，允许变化10%,要求输出220v，50KHz交流电压向负载供电）。
目录1. 逆变电源发展及主电路的选择………………………………………………………1.1 逆变电源的发展··················································1.2 主电路的结构选择············································2. 主电路部分设计……………………………………………………………………2.1 整流电路设计部分………………………………………………………………2.1.1 整流二极管的选择…………………………………………………………2.1.2 整流二极管的保护设计……………………………………………………的选取………………………………………………………………2.2 滤波电容Cd2.3 斩波电路设计······················································ 2.3.1 斩波参数的选择············································2.4 逆变电路部分设计…………………………………………………………………2.4.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的选择…………………………………2.4.2I G B T的保护设计…………………………………………………3. 高频变压器设计部分…………………………………………………………………3.1 高频变压器主要参数………………………………………………………3.2 变压器磁芯的选择………………………………………………………………3.3 高频变压器一次侧、二次侧绕组匝数计算································3.4 计算绕组导线线径及估算铜窗占有率························4.心得体会…………………………………………………………………………5.参考文献…………………………………………………………………………………1.逆变电源发展方向及主电路的结构选择1.1 逆变电源的发展方向高频逆变电源的发展与电力电子技术和器件的发展密切相关，高频逆变式电源正是随着现代电力电子技术的发展而发展起来的。
200W正弦波逆变电源的设计方法设计一个200W正弦波逆变电源，我们需要考虑以下几个关键方面：输入电路设计、逆变电路设计、输出滤波电路设计和保护电路设计。
1.输入电路设计：输入电路的主要功能是将交流电源转换为恒定的直流电源，并对其进行滤波，以确保逆变电路的稳定性。
输入电路一般包括变压器、整流电路和滤波电路。
-变压器的选择：选择输入电压和输出功率相匹配的变压器。
计算变压器的边缘电流，以确定适当的变压器尺寸和线圈。
-整流电路设计：选择合适的整流器（如整流桥）将交流电源转换为直流电源。
-滤波电路设计：使用合适的电容器和电感器来滤除直流电源中的脉动。
计算所需电容和电感的值，并合理布局。
2.逆变电路设计：逆变电路的主要功能是将直流电源转换为纯正弦波的交流电源。
逆变电路一般采用全桥逆变器。
-全桥逆变器的选择：选择合适的IGBT或MOSFET作为开关器件，并确定其额定电压和电流。
选择合适的驱动电路来控制开关器件的开关。
-锁相环（PLL）控制方法：使用PLL控制方法来保持逆变器输出频率与输入频率同步。
选择合适的PLL控制电路，并根据需要调整参数。
3.输出滤波电路设计：输出滤波电路的主要功能是滤除逆变电路输出中的谐波和高频噪声，以获得干净的正弦波输出。
输出滤波电路一般包括LC滤波器。
-选择合适的电感和电容：根据需要计算出适当的电感和电容的值，以滤除所需谐波频率。
-合理布局：合理布局电感和电容，以减小干扰和交叉耦合。
4.保护电路设计：保护电路的主要功能是确保逆变器和输出负载的安全运行。
保护电路一般包括过电流保护、过温保护和短路保护等。
-过电流保护：使用电流传感器监测逆变器输出电流，并在超过额定值时触发保护装置。
-过温保护：使用温度传感器监测逆变器和输出负载的温度，并在超过设定温度时触发保护装置。
-短路保护：使用电流传感器监测输出负载的电流，并在短路发生时迅速切断逆变器输出。
除了上述关键方面的设计，还需要注意以下几个方面：-整个设计过程中需要进行稳定性分析，并采取合适的控制措施来保证系统的稳定工作。
3KVA三相逆变电源设计设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑以下几个方面：电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计。
下面将对每个方面进行详细讨论。
首先是电源拓扑结构选择。
常见的三相逆变电源拓扑结构有三级全桥逆变器、两级谐振逆变器和半桥逆变器。
对于3KVA的三相逆变电源设计，半桥逆变器是一个可行的选择，因为它具有相对简单的电路结构和较好的效率。
在半桥逆变器中，使用两个IGBT和两个反并联的二极管组成半桥拓扑，分别连接到三相电源的A、B、C相。
通过对IGBT的控制，可以实现对输出电压的控制。
接下来是控制算法设计。
为了实现稳定的输出电压，需要设计一个适当的控制算法来监测电压和频率，并对IGBT进行调制。
通常采用的控制算法是基于PWM的闭环控制。
该算法可以通过比较输出电压和参考电压来生成控制信号，并根据误差信号调整IGBT的开关状态，以实现输出电压的稳定。
电压和电流参数计算是设计过程中的重要步骤。
首先需要确定输出电压的大小和形状。
对于三相逆变电源，输出电压的形状通常是正弦波。
然后需要计算各个元件的额定电流和功率，以确保元件的可靠性和安全性。
此外，还需要计算电路中的滤波电容和电感的数值，以确保输出电压的稳定性。
保护电路设计是保证电源安全和可靠性的重要组成部分。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护、欠压保护和过温保护等。
这些保护电路可以在故障情况下及时断开电源，以避免元件的损坏。
最后是PCB布局设计。
PCB布局的合理性对电源的性能和可靠性有着重要的影响。
在设计过程中，应尽量减少信号线和功率线的交叉，以降低干扰。
同时，还应注重元件的散热，避免过热造成故障。
综上所述，设计一个3KVA三相逆变电源需要考虑电源拓扑结构选择、控制算法设计、电压电流参数计算、保护电路设计和PCB布局设计等方面。
这些方面的综合考虑可以保证电源的性能和可靠性。
逆变器电源设计要求逆变器作为一种将直流电转换为交流电的设备，在现代电力电子系统中占有举足轻重的地位。
其设计涉及多个领域的知识，包括电力电子技术、自动控制理论、电磁兼容设计等。
本文将从逆变器的基本工作原理出发，深入探讨逆变器电源设计的各项要求，以期为读者提供一个全面而深入的设计指导。
一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是通过一系列的半导体开关器件（如IGBT、MOSFET等）的导通与关断，将直流电源转换为交流电源。
其输出波形可以是方波、修正波或正弦波，具体取决于控制策略和设计目标。
逆变器的工作效率、输出波形质量以及可靠性是衡量其性能的重要指标。
二、逆变器电源设计的主要要求1. 输出电压和频率的稳定性逆变器应能在各种负载条件下保持输出电压和频率的稳定。
这要求设计人员合理选择逆变器的拓扑结构、开关器件以及控制策略，确保在负载变化时，输出电压和频率的波动范围在允许的范围内。
2. 高效率逆变器作为电力转换设备，其效率直接影响到整个系统的能耗。
因此，提高逆变器的效率是电源设计的重要目标之一。
这可以通过优化电路拓扑、减小开关损耗、提高散热性能等方法实现。
3. 输出波形质量逆变器的输出波形质量对负载的运行性能有重要影响。
对于某些对电源波形要求较高的负载（如电机、通信设备等），逆变器应能提供接近正弦波的输出波形。
这要求设计人员采用先进的PWM控制策略和谐波抑制技术，以减小输出波形的谐波失真。
4. 电磁兼容性逆变器在工作过程中会产生一定的电磁干扰（EMI），可能对周围的电子设备造成干扰。
因此，逆变器电源设计应考虑电磁兼容性，采取必要的屏蔽和滤波措施，降低EMI的发射水平。
5. 保护功能逆变器应具备完善的保护功能，包括过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等。
这些保护功能可以在逆变器出现故障时及时切断电源，保护负载和逆变器本身免受损坏。
6. 可靠性逆变器作为关键电力转换设备，其可靠性对整个系统的稳定运行至关重要。
因此，在逆变器电源设计过程中，应注重选用高品质的元器件、优化电路设计、提高散热性能等方面的工作，以提高逆变器的整体可靠性。
逆变电源设计范文逆变电源的设计主要包括以下几个方面：输入电路设计、直流滤波电路设计、逆变电路设计和输出电路设计。
输入电路设计是逆变电源设计的第一步。
通常输入电路包括整流桥电路和滤波电路。
整流桥电路用于将交流电转换成直流电，常用的整流桥电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。
滤波电路用于滤除直流电中的杂散波动，常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
直流滤波电路设计是逆变电源设计的第二步。
直流滤波电路的作用是进一步滤除输入直流电中的脉动成分，保证逆变电源输出的直流电质量。
常见的直流滤波电路一般由电容器和电感器组成，可以选择适当的电容器和电感器参数来满足输出直流电的要求。
逆变电路设计是逆变电源设计的核心。
逆变电路用于将滤波后的直流电转换成交流电。
常见的逆变电路有全桥逆变电路、半桥逆变电路和单桥逆变电路。
逆变电路一般由功率开关管和驱动电路组成，功率开关管可以选择晶体管、场效应管等器件，驱动电路可以选择IC芯片或者自己设计。
输出电路设计是逆变电源设计的最后一步。
输出电路用于将逆变电路输出的交流电转换成需要的电压、电流形式。
输出电路的设计要根据具体的应用来确定，可以选择变压器、整流电路、滤波电路等来完成输出电路的设计。
在逆变电源设计过程中，需要考虑一些关键参数，如输入电压范围、输出电压、输出功率等，以及一些保护功能，如过流保护、过压保护和短路保护等。
设计者还需要考虑一些因素，如元器件的选型、电路的散热和电磁兼容等。
总之，逆变电源设计是一项复杂而重要的工作，设计者需要充分了解逆变电源的原理和特点，结合具体应用的需求，选择合适的电路拓扑和元器件，实现逆变电源的设计。
逆变电源的设计范文逆变电源是一种将直流电转换为交流电的电源设备。
它主要用于供应电子设备、通信设备、太阳能系统、风力发电系统等需要交流电的设备。
1.选取逆变器技术：逆变器是逆变电源的核心部件，其质量和性能决定了整个电源系统的质量和性能。
逆变器有多种技术，包括硅控整流、IGBT、MOSFET等。
在设计中需要根据实际需求选择合适的逆变器技术。
2.选取输出功率：逆变电源的输出功率应根据所需供电设备的功率需求确定。
通常输出功率应大于所需设备的额定功率，以保证设备正常工作。
另外还应考虑设备的启动电流和负载变化时的动态响应能力。
3.选取输入电压范围：逆变器的输入电压范围应与所需供电设备的输入电压要求相匹配。
在设计中需要考虑到输入电压的稳定性和波动情况，以确保逆变器正常工作。
4.选取变压器：逆变电源中通常需要使用变压器进行电能转换。
变压器的设计需要根据输入电压和输出电压的差异来确定变压器的变比。
此外，还需考虑变压器的损耗、工作效率和可靠性等因素。
5.选取滤波电路：逆变电源输出的交流电通常存在一些谐波成分，需要采用滤波电路来滤除这些谐波，以减小电源对其他设备的干扰。
6.设计保护电路：逆变电源在工作过程中可能面临过压、过流、过温等故障情况，需要设计相应的保护电路来保护逆变器和供电设备的安全。
常见的保护电路包括过压保护、过流保护、过温保护等。
7.设计电源控制模块：逆变电源需要具备稳定的控制能力，能够实时响应负载的变化。
电源控制模块需要设计合适的反馈回路，确保输出电压稳定，同时应具备过压保护、过流保护等功能。
8.设计电源结构：逆变电源的结构设计需要考虑到散热问题，以确保电源正常工作。
常见的电源结构包括开关电源结构、变频电源结构等。
在设计逆变电源时，还需考虑电源的效率、功率因数、可靠性等因素，以确保电源的质量和性能。
此外，还需进行严格的测试和验证，确保电源满足设计要求。
总之，逆变电源的设计需要综合考虑逆变器技术、输出功率、输入电压范围、变压器、滤波电路、保护电路、电源控制模块和电源结构等多个方面。
逆变电源设计摘要：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（12v）转换成交流电源（320V，50HZ），并对负载进行供电。
达到的性能要求就是转换出稳定的工频电源.设计的基本要求在一些交通运载、野外测控、可移动武器装备、工程修理车等设备中都配有不同规格的电源。
通常这些设备工作空间狭小，环境恶劣，干扰大。
因此对电源的设计要求也很高，除了具有良好的电气性能外，还必须具备体积小、重量轻、成本低、可靠性高、抗干扰强等特点。
针对某种移动设备的特定要求，研制了一种简单实用的车载正弦波逆变电源，采用SPWM 工作模式，以最简单的硬件配置和最通用的器件构成整个电路。
实验证明，该电源具有电路简单、成本低、可靠性高等特点，满足了实际要求。
车载逆变器（电源转换器、Power Inverter ）是一种能够将DC12V 直流电转换为和市电相同的AC220V 交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。
车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。
在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。
中国进入WTO 后，国内市场私人交通工具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。
通过点烟器输出的车载逆变器可以是20W 、40W 、80W 、120W 直到150W ，功率规格的。
再大一些功率逆变电源200W，300W，400W，500W，600W，700W，800W，1000W，1500W 要通过连接线接到电瓶上。
设计汽车逆变电源，提出了一种低成本的方波逆变电源的基本原理及制作方法；介绍了驱动电路芯片SG3524 和IR2110 的使用；设计驱动和保护电路；给出输出电压波形的实验结果。
本文阐述了要求非常高的车载电源的设计及实验过程中的一些特殊问题的解决措施，提出了一些新颖的观点。
湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称逆变电源专业电气工程及其自动化班级电气学号姓名指导教师蔡斌军2013 年 6 月30 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电力电子技术课题逆变电源设计专业班级电气工程及其自动化学生姓名学号指导老师蔡斌军审批蔡斌军任务书下达日期2013年5 月31 日任务完成日期2013 年6 月10 日目录一绪论 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
二系统总体方案设计 .. (8)三逆变功率器件的选择 (9)四逆变电路的设计 (10)4.1逆变电路的介绍 (10)4.2 三相电压源型逆变电路 (11)五主电路的设计 (12)5.1主电路 (12)5.2 整流电路 (12)六控制电路的设计 (14)七驱动电路设计 (17)八总结 (19)九附录 (20)9.1 总电路图 (20)9.2 参考文献 (21)一绪论电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，她与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用得最为广泛。
可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备。
逆变技术，逆变技术就是电力电子技术上的使直流变成交流(DC/AC)的一门技术，是电力电子学四种变换技术中最主要的一种。
它了基本功能是是使交流电能(AC)与直流电能(DC)进行相互变换.它是电力电子技术领域中最为活跃的部分.逆变器就是通过半导体功率开关器件(SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模块等)开通和关断作用,实现逆变的电能转换装置。
逆变电源具有各种保护和运行控制功能，具有完善的运行参数显示和实时监控，具有远程数据通讯能力，具体如下：1）通用性：不仅可以作为独立电源使用，还可以实现与电网电压的相位同频，实现与电网电压的相互切换，作为后备式正弦波UPS使用，不可以广泛应用于电力、邮电铁路等领域。
2）智能化：系统有实时的监控系统，可以随时对对象进行监控，对工作参数进行修改调节。
3）高性能：立足于产品化设计，采用先进合理的控制策略，实现逆变电源的高效率、高可靠性、高品质。
本次课程设计要求设计一个输入为400V直流电压，输出三相电压正弦，相电压范围100~220V可以调节的逆变电源。
二系统总体方案设计三相电压型PWM逆变电源系统原理框图如图2-1所示，它可以分为四个功能模块：逆变电路、输出滤波器、驱动电路和SPWM脉宽调制电路。
整流电路是一个三相DC /AC变换电路，功能是把DC400V的电源进行三相逆变后转换成可在一定范围内调节电压的电源电路。
逆变电路是该电源的关键电路，其功能是实现DC/AC的功率变换，即在逆变电路的控制下把直流电源转换成三相SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。
输出滤波器是由L、C组成，滤去SPWM波中高频成分。
图2-1 系统设计流程图三逆变功率器件的选择绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种新发展起来的复合型功率开关器件，它既有单极型电压驱动的MOSOFT的优点，又结合了双极型开关器件BJT 耐高压，电流大的优点。
其开关速度显然比功率MOSFET低，但远高于BJT，又因为它是电压控制器件，故控制电路简单、稳定性好。
IGBT的最高电压为1200V，最大电流为1000A，工作频率高达1000kHz。
它具有电压控制和开关时间（约为300ns）极短的优点。
其正向压降约为3V。
在现代的UPS中IGBT普遍被用作逆变器或整流器开关器件。
它是全控型开关器件，通过数控技术控制IGBT的通断，能有效地将输入电压与输入电流保持同步，是功率因数等于1，从而减小了UPS整流器对市电电源的干扰。
本设计选用IGBT场效应晶体管作为逆变器用功率开关器件。
下面就对绝缘栅双极晶体管（IGBT）做简单的介绍。
IGBT内部结构、等效电路和电气符号如图3-1示。
图（a）为IGBT 内部结构，与MOSFET比较，IGBT是在MOSFET的漏极下又增加了一个P 区，J）。
IGBT的等效电路如图3-1（b）所示。
它是有MOSOFT 多了一个PN结（1和双极型功率晶体管复合而成的。
IGBT的电气符号如图( c )。
图3-1 IGBT的内部结构、等效电路和电气符号IGBT具有正反向阻断电压高、通态电压大及通过电压来控制其导通或关断等特点。
同时，由于采用MOS栅，其控制电路的功耗小，导通和关断时的静态功耗也很小，只是在状态转换过程中存在一定的动态损耗。
这种动态损耗也可以通过软开关即使使其达到最小。
由于IGBT具有这些特点，才使其被广泛地作为功率开关期间用于开关和逆变电路中。
四逆变电路的设计4.1逆变电路的介绍逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载链接时，称为无源逆变。
换流方式：1）器件换流：利用全控型器件自关断能力进行换流。
2）电网换流：由电网提供换流电压。
3）负载换流：由负载提供换流电压。
4）强迫换流：设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管施加反向电压或反向电流的换流方式。
通常利用附加电容上所储存的能量来实现，也称为电容换流。
电压型逆变电路有以下主要特点：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）由于支路电压源的箝位作用，交流侧输出电压波形位矩形波，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。
4.2 三相电压源型逆变电路用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路,本课题设计就采用IGBT 作为开关器件的电压型三相桥式逆变电路,其基本工作方式是180图2-8 三相电压型逆变电路度导电方式,即每个桥臂的导电度数为180度,同一相上下两个臂交替导电,个相导电的角度依次相差120度,这样,在任一瞬间,将三个桥臂同时导通。
可能上面一个臂下面两个臂，也可能上面两个臂下面一个臂导通。
因为没次换流都是在同一上下两个桥臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。
通过图示三相电压型逆变电路来说明其最基本的工作原理。
图2-8中1D V 、2D V 、3D V 、4D V 、5D V 、6D V 是桥式电路的6个臂，它们由电力电子器件及其辅助电路组成。
当1D V 、2D V 、3D V 闭合0A U 为正，4D V 、5D V 、6D V 闭合0A U 为负。
其他两相类似。
这样，就把直流电变成了交流电，改变三组开关的切换频率，即可改变交流电的频率。
这就是逆变的电路的最基本的工作原理。
五主电路的设计5.1主电路设计要求的参数如下：直流侧输入电压：DC-400V输出交流电压：AC-100V~220V可调输出频率：50Hz系统主电路图如下：图5-1 主电路图如图5-1所示主电路，本系统首先通过直流降压斩波电路将输入的400V 直流电斩波为310V频率为50Hz的直流方波信号，该信号通过由IGBT组成的三相电压型桥式逆变电路将该信号后，逆变成为50Hz的交流方波电压。
最终通过变压器升压为100V~220V交流电压滤波后供给负载使用。
5.2 整流电路整流电路是电力电子电路中出现最早的一种,它将交流变为直流电,应用十分广泛。
本论文设计中采用三相不可控整流电路，如图3-4所示：该电路图中，由六个二极管组成三相整流桥，将电源的三相交流电全波整流成直流电。
电源的线电压为L U ，则三相全波整流后平均直流电压D U 的大小是1.35D L U U图5-2 三相不可控整流电路二极管不可控三相整流电路输出的直流电含有输入交流电6倍频率的纹波，通过大电容将带有纹波的电压波形滤得比较平滑。
六控制电路的设计SPWM波的实现逆变电源控制电路的核心是SPWM发生器。
SPWM的实现宝库分立电路、集成芯片和单片机实现。
他们的电气性能和成本有所不同，各有自己的优势和不足之处。
逆变电源SPWM电路的调制频率固定为50Hz不变，为了降低成本。
下图为分立电路的组成：图6-1 SPWM逆变电源控制电路其中正弦波发生器和三角波发生器分别由下图所示图6-2 正弦波发生器图6-3 三角波发生器以标准的正弦波信号为参考，将输出电压的反馈信号与之相比较，经由IC1以及外围电路组成的PI型误差放大器调节后得到一个控制信号，送IC2去调制三角波，即可得到SPWM波形。
IC3和IC4分别为正负值比较器，他们的输出信号分别是IC5和IC6，从而将SPWM脚踢的分成两路，各自放大后驱动相应的开关管对，控制主回路完成SPWM逆变。
需要注意的是，驱动电路要将没一个信号分成相互隔离的两路，分别驱动处理对角位置上的两只开关管。
以上控制的电路的特点是不仅能控制正弦波输出有效值，还能调节输出电压的瞬时值，优化波形，减小谐波失真，提高带负载能力。
过电流保护过电流保护采用电流互感器作为电流控制元件，其具有足够快的响应速度，能够在IGBT允许的过载时间将其关断，起到保护作用。
当同相输入端流过电流，检测信号比反相输入端参考电平高时，比较器输出高电平，使D1从原来的反向偏置状态转变为正向导通，并把同相端电位提升为高电平，使电压比较器一直稳定输出高电平同时，该过流信号还送到SG3525的脚10，当SG3525的脚10为高电平时，其脚11及脚14上的输出的脉宽条纸脉冲就会立即消失而成为零。
图6-4 过电流保护电路七驱动电路设计EXB840简介：为混合集成电路，能驱动高达150A 的600V IGBT和高达75A 的1200V IGBT。
由于驱动电路的信号延迟时间小于1.5μs，所以此混合集成电路适用于大约40kHz 的开关操作。
它仅需20V 电源供电，内置光耦合器，高绝缘耐压，内置过电流保护电路，附带过电流检测输出端子，图7-1 EXB840内部电路图图7-2 驱动电路图八总结逆变电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础。
在本次毕业设计中，通过对逆变电源主电路、控制电路等电气控制电路环节的设计以及对电路元件参数的计算与选择，了解了逆变电源设计的全过程，巩固和加强了本专业的专业理论知识，同时设计也满足了现代工程设计的要求，达到了预期的目标。
通过本次课程设计，加深了我对课程《电力电子技术》理论知识的理解，特别是有关逆变电路方面的知识。
同时也培养了以下几点能力：第一：提高了自己完成课程设计报告水平，提高了自己的书面表达能力。
