在我們的日常生活中經常會去到室外一些脫離市電供應範圍的地方，當我們想要在這種地方使用一些家用電子設備的時候就會發現，我們常見的儲能設備，例如：電池等，隻能提供直流電，并且電壓通常較低。因此，如果能有一種設備能夠将低壓直流電轉化為220V交流電，那将極大方便我們的生活，逆變器應運而生。

1.單相逆變器

輸出電壓（電流）相數為單相，頻率為50HZ或者60HZ。這種變壓器常用于低負載工況下，效率低于三相逆變器。

2.三相逆變器

輸出電壓（電流）相數為三相，頻率為50HZ或者60HZ。輸出端三個波形相同但是相位相差120°。可以認為是三個單相逆變器的輸出，其三個端子相連的節點為中心節點。

3.電流源逆變器

直流側是電流源，其直流電源具有高阻抗性，提供的電流具有剛性，受負載變化影響小。其交流側輸出電流狀态取決于逆變器中的開關管。

4.電壓源逆變器

直流側是電壓源，其直流電源阻抗為零，是一個剛性電壓源。其交流側輸出電壓狀态取決于逆變器中的開關管。

5.橋式逆變器

分為半橋式、全橋式和三相橋式逆變器。其主要結構是有開關管（MOSFET、IGBT、晶閘管等）構成的半橋為基礎。

6.并聯逆變器

并聯逆變器由一對個晶閘管、電容（C）、中心抽頭變壓器（T）和一個電感（L）組成。

7.串聯逆變器

串聯逆變器由一對晶閘管、電阻（R）、電感（L）和電容（C）組成。

8.方波逆變器

輸出端交流波形為方波。

9.準正弦逆變器

輸出端波形為具有階梯形方波的逆變器，其波形接近正弦波，比正弦波形簡單倒是難于方波。

10.正弦逆變器

輸出波形幾乎是正弦波形，波形比準正弦波平滑。

按照上述分類，我們圍繞生活中常用且常見的單相橋式逆變器剖析其原理。這種逆變器至少包括升壓電路部分，整流部分，逆變部分。下面分别介紹這三個部分的作用。

1.升壓電路

一般前級輸入電壓為12V直流電源。直流電源進入系統我們首先将其升壓到220V，以便後級電路進行直流轉交流變換。

原理示意圖如圖1-1所示：

圖1-1 升壓電路示意圖

12V的電壓輸入由4個場效應管Q1、Q2、Q3、Q4構成的H橋，每個場效應管的栅極分别由邏輯電路控制，其中Q1、Q2為一組，Q3、Q4為一組，兩組分别導通。輸入一個高頻的時鐘信号經過邏輯門後輸出使場效應管兩兩一組交替導通。由此在變壓器源邊産生變化的電流輸入。根據麥克斯韋方程可知，變化的電流産生變化的磁場後在變壓器副邊産生電壓輸出。其中源副邊電壓比值由式1-1可計算。

V1代表源邊電壓，V2代表副邊電壓。n1代表原邊線圈匝數，n2代表原邊線圈匝數。

2.整流電路

上述升壓電路最終輸出電壓是關于0V對稱的方波電壓，幅值為220V。在得到了所需的高壓後還不能将該電壓送入H橋進行調制。因為該電壓是變化的，因此我們需要使用整流電路，在實際運用中，為了提升整流效率我們常常使用全波整流方式。其重要電路代表就是全橋整流電路，原理示意圖如圖1-2所示：

1-2 全橋整流電路示意圖

如圖1-2所示，交流方波經過全橋整流電路之後被轉換為脈沖方波。且幅值變為輸入值的根号二倍。因此整流二極管的最低耐壓值至少需要大于根二倍Um。220V交流電壓在經過這個整流電路之後存在電壓跳變，因此需要穩壓和濾波使得輸出的電壓接近一條直線值。常用的濾波電路如圖1-3所示：

圖1-3 LC濾波器

經過一個低通LC濾波器之後輸出電壓接近直線。

3.逆變電路

經過前兩個電路部分，我們得到了250V的直流電，如此以來我們隻需要使用H橋通過PWM調制便可以得到正弦波形。單相逆變如圖1-4所示：

圖1-4 單相逆變電路

想要通過控制H橋輸出方波的波形接近正弦波，常用一種叫做SPWM的調制方式。

SPWM調制技術（Sinusoidal PWM）正弦脈寬調制。其主要作用是通過該調制技術能夠計算出控制H橋的PWM占空比随時間變化的值，從而将H橋的輸出有效值拟合為正弦波幅值曲線。

正弦波圖像如圖1-5所示：

1-5 正弦波示意圖

在圖1-5中，我們可以将正弦波看成是許多個時間中的電壓值合成的波形，因此我們可以通過PWM調制來合成各個時間的電壓值大小，隻需要控制好PWM的占空比值即可。那麼，如何确定各個時刻的占空比大小呢？

我們在調制過程中時常引入一個頻率确定的三角波和一個正弦波發生器作為比較，并規定正弦波幅值大于三角波幅值的時刻中，PWM輸出為高電平。反之為低電平。如圖1-6所示：

圖1-6 三角波與正弦波比較

如此一來，隻要我們PWM調制頻率足夠快，那麼通過調制後輸出的波形就越貼近正弦波。在輸出端我們常常并聯接入一個大電容作為濾波使用，可以使波形更加平滑的同時還可以提升帶負載能力，避免因負載過大或者動态變化導緻波形失真。

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