设计一个单相全桥逆变器
电压型单相全桥逆变电路
1. 引言逆变电路 所谓逆变,就是与整流相反,把直流电转换成某一固定频率或可变频率的交换电(DC/AC)的进程.当把转换后的交换电直接回送电网,即交换侧接入交换电源时,称为有源逆变;而当把转换后的交换电直接供应负载时,则称为无源逆变.平日所讲的逆变电路,若不加解释,一般都是指无源逆变电路.1. 电压型逆变器的道理图当开关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闭应时,u o 为负,如斯瓜代进行下去,就在负载上得到了由直流电变换的交换电,u o 的波形如图7.4(b)所示.输出交换电的频率与两组开关的切换频率成正比.如许就实现了直流电到交换电的逆变.2. 电压型单相全桥逆变电路它共有4个桥臂,可以算作由两个半桥电路组合而成.两对桥臂瓜代导通180°.输出电压和电流波形与半桥电路外形雷同,幅值凌驾一倍.转变输出交换电压的有用值只能经由过程转变直流电压U d 来实现. 输出电压定量剖析u o 成傅里叶级数基波幅值基波有用值当u o 为正负各180°时,要转变输出电压有用值只能转变d d1o 9.022U U U ==πU d来实现可采取移相方法调节逆变电路的输出电压,称为移相调压.各栅极旌旗灯号为180º正偏,180º反偏,且T1和T2互补,T3和T4互补关系不变.T3的基极旌旗灯号只比T1落伍q ( 0<q <180º),T3.T4的栅极旌旗灯号分离比T2.T1的前移180º-q,uo 成为正负各为q 的脉冲,转变q 即可调节输出电压有用值.3MATLAB 仿真Simulink组建电路模子及试验成果电压型全桥逆变电路构造图：阻感性质下的仿真：T1 T4的脉冲旌旗灯号：T2 T3的脉冲旌旗灯号：带电阻情形下Ia Vab 波形电感负载下的Ia波形Vab波形阻感负载时RL负载电流波形输入电流Id的波形剖析：在直流电源电压Vd一准时,输出电压的基波大小不成控,且输出电压中谐波频率低.数值大,直流电源电流Id脉动频率低且脉动数值大.是以为了使负载获得优越的输出电压波形和减小直流电源电流的脉动,必须采取较大的LC输出滤波器和LdCd输入滤波器.经由过程此次的功课,在运用MATLAB的进程中碰到了很多问题,在对这些问题的解决进程中逐渐学会一些关于这套软件的运用办法,在查找MATLAB软件运用办法的时刻找到了相干的专业论坛,这为今后进修生涯供给了很多帮忙,可以在与他人的交换进程中学到更多的常识.《电力电子变换和掌握技巧》高级教导出版社陈坚《电力电子及其仿真》江苏技巧师范学院刑绍邦《电力电子技巧运用电路》机械工业出版社王文郁石玉《石新春电力电子技巧》中国电力出版社石新春。
单相全桥逆变电路毕业设计
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。
单相全桥逆变器的原理及其建模
单相全桥逆变器的原理及其建模
单相全桥逆变器是一种常见的电力电子设备，用于将直流电转
换为交流电。
其原理是利用四个功率晶体管（MOSFET或IGBT）或功
率二极管来控制电流的流向，从而产生交流输出。
在正半周，两个
功率晶体管导通，另外两个关断；在负半周，另外两个功率晶体管
导通，另外两个关断。
通过适当的控制，可以实现交流输出的波形
控制。
单相全桥逆变器的建模可以从电路和控制两个方面进行描述。
在电路方面，可以将逆变器建模为由功率开关和滤波电路组成的复
杂电路。
功率开关的导通和关断状态可以用数学方程表示，而滤波
电路则用于平滑输出电压波形。
在控制方面，逆变器的建模涉及到
控制策略的选择，比如PWM控制、调制索引控制等。
这些控制策略
可以通过数学模型来描述其工作原理和输出特性。
此外，建模过程还需要考虑到逆变器的损耗特性、输出电压和
电流的变化规律、稳定性分析等方面。
综合考虑电路、控制、损耗
和稳定性等因素，可以建立全面的单相全桥逆变器模型，用于仿真、分析和设计优化。
总的来说，单相全桥逆变器的原理是利用功率开关控制电流流向实现直流到交流的转换，建模则涉及到电路和控制两个方面的描述，需要综合考虑多种因素来建立全面的模型。
单项全桥逆变器课程设计
单项全桥逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握单项全桥逆变器的基本工作原理及其电路构成。
2. 学生能够解释逆变器中各个元件的作用，并明确逆变器在新能源发电中的应用。
3. 学生能够运用所学知识，分析并计算单项全桥逆变器的主要技术参数。
技能目标：1. 学生能够独立完成单项全桥逆变器电路图的绘制，并进行电路仿真。
2. 学生能够通过实验，观察并分析逆变器工作时电压、电流的变化，培养实际操作能力。
3. 学生能够运用相关软件对单项全桥逆变器进行设计与优化，提高解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术领域的兴趣，激发学生探索新能源技术的热情。
2. 通过小组合作完成课程设计，培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生环保意识，让学生认识到新能源技术对环境保护的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生掌握单项全桥逆变器的基本知识和技能，同时培养他们的情感态度价值观，为我国新能源技术的发展培养具备实际操作能力和创新精神的优秀人才。
通过本课程的学习，学生将能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 逆变器的基本概念与分类- 单项全桥逆变器的工作原理- 单项全桥逆变器电路构成及各元件功能- 逆变器在新能源发电中的应用2. 实践操作：- 单项全桥逆变器电路图的绘制- 电路仿真与参数计算- 实验设备的使用与操作- 观察并分析逆变器工作时的电压、电流波形3. 设计与优化：- 逆变器设计原理与方法- 相关软件的使用与操作- 基于实际需求的设计与优化- 小组讨论与成果展示教学内容安排与进度：第一周：逆变器基本概念、分类及工作原理学习第二周：单项全桥逆变器电路构成及各元件功能学习第三周：电路图的绘制与电路仿真实践第四周：实验操作与观察数据分析第五周：逆变器设计与优化方法学习与实践第六周：小组讨论与成果展示教学内容参照课本相应章节，结合课程目标进行科学性和系统性组织，确保学生能够循序渐进地掌握单项全桥逆变器的理论知识、实践操作技能以及设计与优化方法。
学位论文-—单相桥式逆变电路
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。
单相全桥逆变器matlab仿真
用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器，采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可，请注明仿真参数，并给出相应的调制波波形，载波波形，驱动信号波形、输出电压（滤波前）波形。
本文选用双极性SPW调制。
1双极性单相SPW原理SPWM采用的调制波的频率为f s的正弦波U s U sm Sin s t , s 2f s；载波U c 是幅值为U cm，频率为f c的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比，正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPW信号.当Us>Uc 时，输出电压Uo等于Ud,当UsvUc时，输出信号Uo等于-Ud.随着开关以载波频率fc轮番导通，逆变器输出电压不断在正负Ud之间来回切换。
2 建立仿真模型2.1 主电路模型第一步设置电压源：在Electrical Sources 库中选用DCVoltage Source，设置Ud=300X第二步搭建全桥电路：使用Universal Bridge 模块，选择桥臂数为2，开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes ，构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1 Q, 2mH 并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current, 利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压和电流。
电路如图2.1 所示。
图2.1单相全桥逆变逆变器电路图2.2双极性SPW 信号发生器在Simulink 的Source 库中选择Clock 模块，提供仿真时间t, 乘以2 f 后通过一个sin 模块即sin t ，乘以调整深度m 可获得所需的 正弦调整信号。
选择 Source 库中的Repeating Sequenee 模块产生三 角载波，设置 Time Values 为［0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc ］，设置OutputValues 为［0 -1 1 0］，生成频率为fc 的三角载波。
单相全桥逆变器matlab仿真
用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器,采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可,请注明仿真参数,并给出相应的调制波波形,载波波形,驱动信号波形、输出电压(滤波前)波形。
本文选用双极性SPWM 调制。
1双极性单相SPWM 原理SPWM 采用的调制波的频率为s f 的正弦波t U U s sm S ωsin =,s s f πω2=;载波c u 就是幅值为cm U ,频率为c f 的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比,正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m 。
通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPWM 信号、当Us>Uc 时,输出电压Uo 等于Ud,当Us<Uc 时,输出信号Uo 等于-Ud 、随着开关以载波频率fc 轮番导通,逆变器输出电压不断在正负Ud 之间来回切换。
2 建立仿真模型2、1主电路模型第一步设置电压源:在Electrical Sources 库中选用DC Voltage Source,设置Ud =300V 。
第二步搭建全桥电路:使用Universal Bridge 模块,选择桥臂数为2,开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes,构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1Ω,2mH,并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current,利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压与电流。
电路如图2、1所示。
图2、1 单相全桥逆变逆变器电路图2、2双极性SPWM信号发生器在Simulink的Source库中选择Clock模块,提供仿真时间t,乘以fπ2后通过一个sin模块即tωsin,乘以调整深度m可获得所需的正弦调整信号。
选择Source库中的Repeating Sequence模块产生三角载波,设置Time Values 为[0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc],设置Output Values 为[0 -1 1 0],生成频率为fc的三角载波。
单相全桥电压型逆变电路电阻负载计算公式
一、概述在电力系统中，逆变器是一种将直流电转换成交流电的重要设备，它在电力调节和能量转换方面具有重要作用。
而在逆变器的设计和应用中，对电路参数的计算和分析尤为重要，其中电阻负载的计算更是必不可少的一部分。
本文将重点讨论单相全桥电压型逆变电路电阻负载的计算公式，旨在为工程师们提供一种简单、方便的计算方法。
二、单相全桥电压型逆变电路的基本原理单相全桥电压型逆变电路是逆变器中常用的一种拓扑结构，它由四个功率开关管和一个负载组成。
当开关管的导通和关断状态发生改变时，将直流电源的电压转换成交流电压输出到负载上。
在电路工作过程中，负载扮演着重要的角色，其阻值的选择和计算对电路性能有着显著的影响。
三、电阻负载计算公式的推导1. 第一步为了计算单相全桥电压型逆变电路的电阻负载，首先需要了解逆变电路的工作原理。
在一个周期内，逆变电路运行了一个完整的周期，其工作原理如下：在 0~t1 时间段，开关管S1和S4导通，开关管S2和S3关断，此时负载处于正半周的工作状态；在 t1~t2 时间段，开关管S1和S4关断，开关管S2和S3导通，此时负载处于负半周的工作状态。
2. 第二步我们需要推导在一个周期内，负载上电流的波形表达式。
假设一个周期为T，直流电压为Vdc，负载电阻为R，负载电流波形表达式为i(t)。
在一个周期内，负载电流波形可以用数学表达式来表示：i(t) = I1 * sin(ωt), 0<t<t1；i(t) = I2 * sin(ω(t-t2)), t2<t<T。
其中，I1和I2分别为正半周和负半周的电流峰值，ω为角频率。
3. 第三步我们可以通过上述步骤的推导，得到单相全桥电压型逆变电路电阻负载的计算公式为：R = Vdc / (2 * Imax)其中，R为负载电阻，Vdc为直流电压，Imax为负载电流的最大值。
四、公式应用实例下面以一个实际的例子来说明如何使用上述计算公式：假设直流电压Vdc为24V，负载电流波形峰值I1和I2分别为2A和3A，根据计算公式可得：R = 24V / (2 * 3A) = 4Ω当给定直流电压和负载电流波形后，可以快速计算出负载电阻的数值。
毕业设计（论文）-单相逆变器设计与仿真
单相逆变器设计与仿真班级学技术要求：逆变器类型：单相逆变器输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.5⑴、设计主电路参数；⑵、建立数学模型，给出控制策略，计算控制器参数；⑶、建立仿真模型，给出仿真结果，对仿真结果进行分析。
目录一、单相逆变器设计 .....................................................................................................- 4 -1、技术要求 ..........................................................................................................- 4 -2、电路原理图 .......................................................................................................- 4 -3、负载参数计算 ...................................................................................................- 4 -3.1、负载电阻最小值计算 ...............................................................................- 5 -3.2、负载电感最小值计算 ...............................................................................- 5 - 3.3、滤波电容计算..........................................................................................- 5 - 4、无隔离变压器时，逆变器输出电流计算 .............................................................- 6 -4.1、长期最大电流（长）O I ...............................................................................- 6 -4.2、短期最大电流短）(0I .................................................................................- 7 - 5、无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值 .............................................................- 7 -5.1、长期电流峰值长）(OP I ...............................................................................- 7 - 5.2、短期电流峰值短）(OP I ...............................................................................- 7 - 6、滤波电感计算 ...................................................................................................- 7 -6.1、滤波电感的作用 ......................................................................................- 7 - 6.2、设计滤波器时应该注意的问题 .................................................................- 7 - 6.3、设计滤波器的要求...................................................................................- 8 - 7、逆变电路输出电压（滤波电路输入电压） .........................................................- 8 -7.1、空载........................................................................................................- 9 - 7.2、 额定负载纯阻性1cos =ϕ .....................................................................- 9 - 7.3、额定负载阻感性8.0cos =ϕ ....................................................................- 9 - 7.4、过载纯阻性1cos =ϕ ............................................................................ - 10 - 7.5、过载阻感性8.0cos =ϕ ......................................................................... - 11 - 8、逆变电路输出电压 .......................................................................................... - 11 - 9、逆变电路和输出电路之间的电压匹配 .............................................................. - 12 - 10、根据开关压降电流选择开关器件.................................................................... - 12 - 11、开关器件的耐压 ............................................................................................ - 13 - 12、单相逆变器的数学模型.................................................................................. - 13 - 13、输出滤波模型................................................................................................ - 14 - 14、单相逆变器的控制策略.................................................................................. - 15 - 14.1、电压单闭环控制系统 ........................................................................... - 15 - 14.2、电流内环、电压外环双闭环控制系统 ................................................... - 16 -二、单相逆变器仿真 ................................................................................................... - 20 -1、输出滤波电路仿真 .......................................................................................... - 20 -2、电压单闭环控制系统仿真 ................................................................................ - 21 -3、电流内环、电压外环双闭环控制系统 .............................................................. - 23 -一、单相逆变器设计1、技术要求输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.52、电路原理图图1 单相全桥逆变电路设计步骤：（1）、根据负载要求，计算输出电路参数。
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
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。
实验51-DC-AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究
实验五十一DC/AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究（信号与系统—自动控制理论—检测技术－电力电子学综合实验）一、实验原理SPWM单相全桥逆变电路的主要工作原理是依靠四个开关管的通、断状态配合，利用冲量等效原理，采用正弦脉宽调制（SPWM）策略将输入的直流电压变换成正弦波电压输出。
SPWM的调制原理是通过对每个周期内输出的脉冲个数和每个脉冲宽度来调节逆变器输出电压的频率和幅值。
要使输出的电压波形接近标准的正弦波，就要尽量保证SPWM电压波在每一时间段都与该时段中正弦电压等效。
除要求每一时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲宽度还必须很窄，这就需要在一个正弦波形内脉冲的数量很多。
脉波数量越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉冲电压就越等效于正弦电压。
目前，在电力电子控制技术中，SPWM技术应用极为广泛，SPWM波形的形成一般有自然采样法、规则采样法等等。
前者主要用于模拟控制中，后者适用数字控制。
本实验采用的是DSP控制的单相全桥逆变电路，采用对称规则采样法。
对称规则采样的基本思想是使SPWM波的每个脉冲均以三角载波中心线为轴线对称，因此在每个载波周期内只需一个采样点就可确定两个开关切换点时刻。
具体算法是过三角波的对称轴与正弦波的交点，做平行于时间轴的平行线，该平行线与三角波的两个腰的交点作为SPWM波“开通”和“关断”的时刻。
由于在每个三角载波周期中只需要进行一次采样，因此使得计算公式得到简化，并且可以根据脉宽计算公式实时计算出SPWM波的脉宽时间，可以实现数字化控制。
图51-1 对称规则采样法生成SPWM波根据相似三角形定理，可以分析出图1对称规则采样法生成的SPWM波脉宽时间T n为：()21sin n n T T MN Nπ−= (51-1) 式中，M 为调制度，T 为正弦调制波周期，N 为载波比。
本实验中程序采用DSP 控制方式，载波频率固定为10KHZ ，调制波频率为50HZ 频率。
PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器
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。
IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计
IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计无源逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。
在无源逆变器中，使用单相电压型全桥拓扑结构，其中IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，具有高电压和高电流开关特性。
本文将详细设计IGBT单相电压型全桥无源逆变电路。
设计要求：1. 输入电压：直流电压为Vin。
2. 输出电压：交流电压为Vout，频率为f。
3.负载：纯电阻性负载。
电路原理：1. 在每个IGBT导通期间的2/3时间内，两个IGBT之一导通，直流电压Vin流过负载。
2.在导通的另外1/3时间内，两个IGBT同时导通，负载两端电压降为零。
电路结构：1.两个开关电路串联：IGBT1和IGBT4、IGBT3和IGBT22.两个共享电压元件：一个直流电源和一个电感。
电路设计：1.选择IGBT：根据输入电压和负载电流选择IGBT，确保IGBT的电流和电压额定值工作在安全范围内。
2.选择电感：根据电压和电流需求选取合适的电感，它能平滑电路的工作并提供稳定的电流输出。
3.选择电容：选取合适的电容来平滑输出电压。
4.选择二极管：选择合适的二极管防止反向电流损坏电路。
参数计算：1. 选择输入电压Vin。
2. 根据输出电压Vout和负载电流计算负载电阻Rload。
3. 根据输出电压Vout和负载电流计算功率P。
4.根据频率f和功率P计算电感L和电容C的值。
原理图设计：根据电路设计和参数计算结果，绘制原理图。
确保各个组件的连接正确并保证整个电路的工作稳定。
电路实现：将电路原理图转换为实际的电路板。
在实际实施中，要注意电路的布局合理性、组件之间的联接可靠性，以确保电路能够正常工作。
性能测试：测试电路的性能，包括输出电压和电流的波形、频率和效率。
如果有必要，可以进行调整和改进。
总结：。
单相全桥电压型逆变电路的工作原理
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。
单相全桥逆变电路工作原理
单相全桥逆变电路工作原理
单相全桥逆变电路是一种常见的电力电子变换器，主要用于将直流电源转换为交流电源。
它由四个开关管组成，可以实现对输出电压的控制，广泛应用于各种领域，如工业控制、电力电子设备等。
下面将介绍单相全桥逆变电路的工作原理。
单相全桥逆变电路由两个开关管组成一个桥臂，共有四个桥臂。
在正半周的工作过程中，通过控制开关管的导通和关断，可以实现输出电压的正向变化。
在负半周的工作过程中，通过控制另外两个开关管的导通和关断，可以实现输出电压的反向变化。
这样，通过对开关管的控制，可以实现对输出电压的全波控制。
单相全桥逆变电路的工作原理是利用开关管的导通和关断来控制电流的流向和大小，从而实现对输出电压的调节。
在正半周的工作过程中，当上桥臂的两个开关管同时导通时，电流从直流电源的正极经过负载，返回到直流电源的负极，产生正向输出电压。
在负半周的工作过程中，则是下桥臂的两个开关管同时导通，电流的流向相反，产生反向输出电压。
单相全桥逆变电路还配备了控制电路，用于实现对开关管的控制。
控制电路可以根据需要，通过控制开关管的导通和关断时间来调节输出电压的幅值和频率。
同时，控制电路还可以实现对输出波形的调整，以满足不同的需求。
总的来说，单相全桥逆变电路通过对开关管的控制，实现了对输出电压的全波调节。
其工作原理简单明了，操作灵活，适用范围广泛。
在实际应用中，可以根据需要对单相全桥逆变电路进行改进和优化，以满足不同领域的需求。
希望本文能够帮助读者更好地理解单相全桥逆变电路的工作原理，为相关领域的研究和应用提供参考。
PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器
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。
单相全桥逆变电路仿真
计算机仿真实验报告一、实验名称：单相全桥电压型逆变电路MA TLAB仿真二、目的及要求1.了解并掌握单相全桥电压型逆变电路的工作原理；2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink的使用及构建模块；3.复习在Figure中显示图形的程序编写和对图形的修改。
三、实验原理1.电压型逆变器的原理图图1 电压逆变器的原理图当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u0为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u0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，u0的波形如图1（b）所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比，这样就实现了直流电到交流电的逆变。
2.电压型单相全桥逆变电路图2 电压型单相全桥逆变电路它有4个桥臂可以看成由两个半桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。
改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，成为移相调压。
各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q（0<q<180°），T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180°- q，u0成为正负各位q的脉冲，改变q即可调节输出电压有效值。
四、实验步骤及电路图1.建立MA TLAB仿真模型通过MA TLAB的Simulink模块建立单相电压型逆变电路的仿真模型，如下图3所示，图中因为用的是MA TLAB2011版本，所以在这个系统中添加了一个powergui模块保证系统的连续运行。
2.参数设置对于图3中的各模块，做如表1所示的参数设置（没有写出的为默认）。
模块名参数设置DC V oltage source Amplitude(V): 220*sqrt(2)Pulse Generator1 Pulse Generator4 Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50 Phase delay: 90*0.02/360Pulse Generator2 Pulse Generator3Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50Phase delay: (90+180)*0.02/360 图4 MATLAB仿真模型表1 参数设置00Series RLC Branch Resistance(Ohms): 5Inductance(H): 1Capacitance(F): infScope Number of axes: 5V ariable name: S3.程序设计为了在Figure中，显示仿真波形，我使用了M文件设计程序，如图5所示：五、实验结果1.纯电阻负载波形如图6所示：002.阻感负载波形（1）a=90°，波形如图7：（2）a=135°，波形如图8：图6 纯电阻负载波形图7 阻感负载波形（a=90°）（3）a=180°，波形如图9：图8 阻感负载波形（a=135°）图9 阻感负载波形（a=180°）六、实验心得由于之前已经完成了对三相桥式SPWM逆变电路的仿真，所以这次做单相全桥电压型逆变电路的仿真感觉要容易很多。
单相全桥逆变电路原理
单相全桥逆变电路原理
单相全桥逆变电路原理
单相全桥逆变电路，也称为“单相四桥逆变电路（one-phase full-bridge inverter）”，是现今逆变器技术中最广泛应用也是最重要的逆变器之一。
其具有较好的控制性能例如可以实现无死区、任意调节占空比、相角以及低故障概率的特点，它的运行主要由四极、六极开关组成，结构比较简单，能够与电网兼容，降低电网内谐波及谐波污染，耗能少、增加可靠性高，并且在很多情况下更便于实现电源优化设计。
单相全桥逆变电路的工作原理主要是以周期变化的占空比，把拓扑结构的开关元件组织在一起，利用四个开关极组成的四极开关和六极开集结成每个周期实现四种连接方式：直流源端接回路，直流源端依次接入负载，中间接回路，以及中间接负载。
每个开关状态改变时，会分别在负载端产生一定的频率，重复循环此过程，便可输出一个额定电压、频率和正交瓦和谐波序列，也即是对负载供给一种正弦波电压电流信号。
另外，改变四极开关和六极开关的不同开关状态，也可提供不同的电压和电流、相位偏移等功能，实现了较为精准的调节和控制。
很显然，单相全桥逆变电路是一种目前比较常用的单相电源逆变器，它实现了电压、电流和频率对正弦波的圆满调节，为微型、小型的混合式动力系统的实施提供了可靠的基础设备，使其更好地适应电网的要求。
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设计一个单相全桥逆变器，参数如下：
1、线电压为：()220u sin t ω=
2、电流大小为10A ，相角关系如下图所示：
解：单相全桥逆变器如下图所示：
由题中所给条件可得出：
I 10X 120=∠︒A ，U 11020=∠︒V ，L L U 10X -150=∠︒ V ，C L U U-U =，向量图如下：
求解的：()
U 1105C L L C j X U α=+=∠，其中030α︒<<︒，且C U U >，如下图：
单相全桥逆变器的工作过程如下：
t0～t1时间段内，在t0时刻电流I反向，可控硅全部关断，通过二极管1’和2’进行续流，电流I流向为1’→C→2’，电容C充电，属于整流过程；
t1～t2时间段内，在t1时刻电流I反向，可控硅1、2导通，电流I流向为2→C→1，电容C 放电，属于逆变过程；
t2～t3时间段内，在t2时刻电压U C反向，可控硅全部关断，通过二极管3’和4’进行续流，电流I流向为3’→C→4’，电容C充电，属于整流过程；
t3～t4时间段内，在t3时刻电压U C反向，可控硅3、4导通，电流I流向为4→C→3，电容C放电，属于逆变过程。