MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
逆变电源设计方案
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。
单相桥式PWM逆变电路设计
单相桥式PWM逆变电路设计一、设计原理单相桥式PWM逆变电路由整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路组成。
整流桥将输入的交流电转换为直流电，滤波电路对直流电进行平滑处理，逆变桥将直流电转换为交流电输出，控制电路对逆变桥进行PWM控制，调节输出电压的幅值和频率。
二、设计方法1.选择逆变桥和整流桥元件：根据输出功率的要求选择合适的逆变桥和整流桥元件，常见的有MOSFET、IGBT和二极管等。
2.设计滤波电路：通过选择合适的电容和电感元件，设计滤波电路对直流电进行平滑处理。
常见的滤波电路有LC滤波电路和RC滤波电路，可以根据具体情况选择合适的滤波电路。
3.设计控制电路：控制电路是单相桥式PWM逆变电路的关键部分，通过控制电路对逆变桥进行PWM调制，实现对输出电压的控制。
常见的控制方法有脉宽调制（PWM）和脉振宽调制（PPWM），可以根据实际需求选择合适的控制方法。
4.稳定性分析和保护措施：在设计过程中需要考虑逆变电路的稳定性和保护措施。
通过稳定度分析和保护措施的选择，可以提高逆变电路的可靠性和安全性。
5.实验验证和调试：设计完成后需要进行实验验证和调试，对电路进行性能测试和参数调节，确保逆变电路的正常工作。
三、设计注意事项1.选择合适的元件：在设计过程中需要根据具体要求选择合适的元件，包括逆变桥、整流桥、滤波电路和控制电路等。
合理选择元件能够提高电路的性能和可靠性。
2.稳定性和保护措施：在设计过程中需要考虑逆变电路的稳定性和保护措施。
通过分析稳定性和选择保护措施，可以防止电路因过电流、过压等故障而损坏。
3.实验验证和调试：设计完成后需要进行实验验证和调试，对电路进行性能测试和参数调节，确保逆变电路的正常工作。
及时调试和修改电路中存在的问题，确保电路的性能满足设计要求。
四、总结单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子转换电路，设计涉及到逆变桥、整流桥、滤波电路和控制电路等方面。
通过选择合适的元件、稳定性分析和保护措施以及实验验证和调试，可以设计出性能优良、稳定可靠的逆变电路。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计首先，我们来了解一下MOSFET的基本工作原理。
MOSFET是一种场效应晶体管，其工作原理是通过外加电压来控制电流的流动。
MOSFET有三个主要的电极：栅极、漏极和源极。
当栅极施加正向电压时，电流将流过MOSFET；当栅极施加反向电压时，MOSFET将关闭。
MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET组成，分别连接在桥式变换电路的四个支路上。
这四个支路中的两个支路的MOSFET开关状态是互补的，即一个导通，另一个关闭。
通过控制四个MOSFET的开关状态，就可以控制电流的流动方向，从而实现直流到交流的转换。
在设计MOSFET单相桥式无源逆变电路时，需要考虑以下因素：1.MOSFET的选型：选择合适的MOSFET是设计成功的关键。
需要考虑MOSFET的额定电压、最大电流和导通电阻，以满足设计需求。
2.电源电压和输出电压：根据需求确定输入电压和输出电压的范围，确定电路的电源设计和输出滤波电路。
3.充电和放电电路：桥式变换电路需要充电和放电，需要设计合适的充电和放电电路以确保稳定的电流流动。
4.保护电路：考虑到MOSFET的额定电压和最大电流，需要设计合适的保护电路来避免过电流和过压。
5.控制电路：需要一个合适的控制电路来控制MOSFET的开关状态。
可以使用微控制器、门电路或其他逻辑电路来实现。
设计完成后，需要进行仿真和测试来验证设计的可行性和性能。
通过仿真和测试可以评估电路的效率、稳定性和可靠性，并对其进行优化。
总结起来，设计一个MOSFET单相桥式无源逆变电路需要综合考虑MOSFET的选型、电路的电源和输出电压、充电和放电电路、保护电路以及控制电路等因素。
通过详细的设计和实验验证，可以得到一个高效可靠的MOSFET单相桥式无源逆变电路。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用于将直流电转换成交流电的电路。
在没有任何主动元件的控制下，通过合适的电路设计可以实现直流到交流的转换。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算。
一、IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率开关元件，同时结合了MOSFET和BJT的优点，具有低开关损耗、高开关速度等特点。
单相桥式无源逆变电路是由四个IGBT和四个二极管组成的桥式整流电路，它可以将直流电源的电压转换成交流电，供给交流电动机等负载使用。
桥式无源逆变电路的工作原理是通过控制IGBT的导通和关断时间来生成脉冲调制信号，进而控制IGBT的输出电压波形。
通过合理的波形控制，可以实现直流到交流的转换。
二、IGBT单相桥式无源逆变电路的电路组成1.IGBT模块：IGBT模块由四个IGBT和四个二极管组成，承担了整流和逆变的功能。
2.LC滤波网络：LC滤波网络由电感器和电容器组成，用于平滑逆变后的脉冲信号，使其更接近于纯正弦波。
3.电源：电源为IGBT单相桥式无源逆变电路提供直流信号，可以采用整流桥或直流电源等形式。
4.纯电阻负载：纯电阻负载是指无感性和无容性的负载，用于测试和验证逆变电路的输出波形。
三、IGBT单相桥式无源逆变电路参数的计算1.IGBT参数的计算：IGBT的参数包括额定电压、额定电流、功率损耗等。
根据所需的载波频率、输入电压和输出功率等参数进行计算。
2.LC滤波网络参数的计算：根据所需的输出频率和负载电流等参数，计算出电感器和电容器的数值。
3.电源参数的计算：根据所需的输入电压、输出功率和效率等参数，选择合适的电源。
四、总结IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电路，用于将直流电转换成交流电供给负载使用。
本文介绍了该电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算方法。
单相全桥逆变电路设计
单相全桥逆变电路设计1. 确定电路拓扑结构：单相全桥逆变电路是一种常见的电路拓扑结构，它具有简单、可靠、高效等优点。
因此，我们选择这种电路拓扑结构来进行设计。
2. 选择合适的开关器件：为了实现逆变功能，我们需要选择合适的开关器件。
常用的开关器件包括晶体管、场效应管、晶闸管等。
考虑到逆变电路的工作频率和开关速度等因素，我们选择MOSFET作为开关器件。
3. 设计电路参数：接下来，我们需要根据逆变电路的具体要求来设计电路参数。
这些参数包括输入电压、输出电压、输出频率、开关频率等。
同时，我们还需要考虑电路的损耗和散热等问题，以确保电路能够正常工作。
4. 选择合适的滤波器：为了使输出电压更加稳定，我们需要在输出端添加合适的滤波器。
常用的滤波器包括LC滤波器和RC滤波器等。
根据输出电压的要求和负载性质等因素，我们选择LC滤波器作为输出滤波器。
5. 确定控制策略：为了实现逆变电路的稳定运行，我们需要确定合适的控制策略。
常用的控制策略包括PID控制、PWM控制等。
考虑到逆变电路的复杂性和动态性能要求等因素，我们选择PID控制作为逆变电路的控制策略。
6. 搭建电路模型：在确定了上述设计步骤之后，我们就可以开始搭建单相全桥逆变电路的电路模型了。
在电路模型中，我们需要考虑每个开关器件的驱动电路、保护电路等辅助电路的设计，以确保整个电路的稳定性和可靠性。
7. 进行仿真测试：在搭建完电路模型之后，我们需要进行仿真测试来验证设计的正确性和可靠性。
通过仿真测试，我们可以观察输出电压的波形、电流的波形等参数，并对电路的性能进行评估和分析。
8. 制作样机：最后，我们需要根据仿真测试的结果来制作样机并进行实际测试。
在样机制作过程中，我们需要考虑电路板的布局、元件的选择等问题，以确保样机的性能和稳定性能够满足要求。
9. 进行实际测试：在制作完样机之后，我们需要进行实际测试来验证样机的性能和可靠性。
在实际测试中，我们需要对样机的输出电压、电流等参数进行测量和分析，并对样机的性能进行评估。
单相桥式PWM逆变电路设计
单相桥式PWM逆变电路设计介绍单相桥式PWM逆变电路的背景和重要性单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子技术应用，广泛用于交流电能转换为直流电能的场合。
由于其高效、可靠的特点，被广泛运用于电力系统中的UPS（不间断电源）、电机驱动和太阳能逆变器等领域。
在现代电力系统中，交流电能的应用日益增多，而很多电子设备却需要使用直流电能。
因此，采用桥式PWM逆变电路来实现交流电与直流电的转换是非常必要和重要的。
本文将详细讨论单相桥式PWM逆变电路的设计原理和关键技术。
首先，将介绍PWM技术的基本原理，并解释为什么选择桥式逆变器。
其次，将详细讲解桥式逆变器的工作原理和电路结构。
最后，将给出一种基于控制策略的桥式逆变器设计方案。
通过本文的研究，读者将能够深入了解单相桥式PWM逆变电路的设计原理和实践应用，为电力系统和电子设备的设计提供有益的参考。
单相桥式PWM逆变电路是一种常用的电力电子变换器。
它通过控制开关器件的开关周期和占空比，将直流电源转换为交流电源，实现电能的变换和调节。
该逆变电路的基本组成包括：单相桥式整流电路：它由四个可控开关器件组成，通常使用MOSFET或IGBT等器件，用于将交流电源转换为直流电源。
PWM调制电路：PWM调制电路通过控制开关器件的开关周期和工作占空比，可以实现输出电压的调节和波形控制。
滤波电路：滤波电路用于平滑输出电压，去除输出电压中的高频噪声和谐波。
输出变压器：输出变压器用于将逆变电路的输出电压变换为所需的电压等级。
单相桥式PWM逆变电路的工作原理是：首先，经过单相桥式整流电路的整流，将交流电源转换为直流电源；然后，通过PWM 调制电路控制开关器件的开关周期和工作占空比，将直流电源转换为交流电源；最后，经过滤波电路的处理，输出平滑的交流电压。
这样，单相桥式PWM逆变电路实现了将直流电源转换为交流电源的功能，可以广泛应用于电力电子变换器、逆变电源、变频调速等领域。
本文讨论了单相桥式PWM逆变电路的设计步骤和注意事项。
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。
电力电子课题选择
自本1004班课题选择
1、单相半波晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）：谢世峰，刘超，肖亮湘
2、单相半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：房帮亮，赵振江，罗涛
3、单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）：喻鹏，杨元友，刘伟
4、单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：薛涛，袁林海，马佑军
5、单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：刘爽，黄宗杰，葛取文
6、单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管,阻感负载）：吴磊，徐松松
7、MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）：张旭，吴志，林鹏
8、IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）：崔倩雯，赵丽娜，王娥
9、升压斩波电路设计（纯电阻负载）：邓静，乐力铭，刘奇
10、IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）：邵一峰，梁咏柏，喻盛
11、MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）：刘志伟，朱谣，提云凯
12、IGBT单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）：刘一环，王向阳，舒乐军
13、MOSFET单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）：阳发，刘相伟，王德龙
14、IGBT单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）：
15、升降压斩波在直流可逆电动机调速中的应用：李敏，王文亮。
MOSFET单相全桥无源逆变电路
电力电子技术课程设计说明书MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：王翠职称副教授专业：自动化班级：自本1004班完成时间：2013-5-24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MOSFET 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MOSFET作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为频率为1KHZ的方波电压，并将它加到纯电阻负载两端。
本次课程设计的原理图仿真是基于MATLZB的SIMULINK，由于MATLAB软件中电源等器件均为理想器件，使得仿真电路相对较为简便，不影响结果输出。
设计主要是对电阻负载输出电流、电压与器件MOSFET输出电压的波形仿真。
关键词：单相；全桥；无源；逆变；MOSFET;1 MOSFET的介绍及工作原理 (4)2 电压型无源逆变电路的特点及主要类型 (5)2.1电压型与电流型的区别 (5)2.2逆变电路的分类 (5)2.3有源与无源的区别 (5)3 电压型无源逆变电路原理分析 (6)4 主电路设计及参数选择 (7)4.1主电路仿真图 (7)4.2参数计算 (7)4.3参数设置 (8)5 仿真电路结果与分析 (11)5.1触发电平的波形图 (11)5.2电阻负载输出波形图 (12)5.3器件MOSFET的输出波形图 (12)5.4仿真波形分析 (14)6 总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 MOSFET的介绍及工作原理MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor 场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS 型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计引言无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。
其中，MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常用的设计方案。
本文将详细介绍MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计。
设计思路MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计需要考虑很多因素。
首先，要确定输出交流电的频率和电压，以及所需的输出功率。
其次，要选择合适的MOSFET管件，以确保其能够承受所需的输出功率。
最后，要设计出合适的电路结构和控制策略，以确保电路的稳定运行。
电路结构控制策略为了实现无源逆变电路的正常工作，需要设计合适的控制策略。
一种常用的控制策略是基于PWM（脉冲宽度调制）技术的控制方法。
通过控制上下桥的MOSFET管件的开关频率和占空比，可以实现对输出交流电的频率和电压的调节。
具体的控制策略是，通过对上下桥的交叉触发，控制上下MOSFET管件的开关。
当上半桥导通时，下半桥断开，输出交流电为正半周期；当下半桥导通时，上半桥断开，输出交流电为负半周期。
通过不断交替地进行上下桥的导通和断开，可以实现输出交流电的正常工作。
主要参数的设计在设计MOSFET单相桥式无源逆变电路时，需要确定一些重要的参数。
首先是输入端的直流电压。
根据所需的输出交流电压，可以确定输入端的直流电压。
其次是输出的频率和电压。
根据应用需求，可以指定输出交流电的频率和电压。
最后是输出功率。
根据所需的输出功率，可以选取合适的MOSFET管件。
结果与分析通过对MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计，可以得到所需的输出交流电。
通过控制上下桥的MOSFET管件的开关，可以实现对输出交流电的频率和电压的调节。
结论1.唐凤鸣,张仕锁.电力电子器件与电源技术.北京：中国电力出版社，20242.鄂柯.光伏系统无源逆变与控制策略研究.浙江：浙江大学。
IGBT单相桥式无源逆变电路课程设计
IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常见的电力电子变换器拓扑结构，广泛应用于各种领域的电力控制和调节中。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路结构、控制策略以及性能评估等方面，并通过课程设计来深入理解和实践这一电路的工作机制。
一、设计原理IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电压转换为交流电压的电力电子变换器。
其基本工作原理是通过控制IGBT管的导通和关断，调节输出电压的大小和频率，实现对负载端的功率调节。
在正半周和负半周分别通过两个IGBT管来实现电压的逆变，从而产生交流输出。
二、电路结构IGBT单相桥式无源逆变电路主要由四个IGBT管和四个二极管组成，其中两个IGBT管和两个二极管串联构成半桥，两个半桥串联形成全桥结构。
通过PWM控制方法，控制IGBT管的导通和关断，实现对输出电压的调节。
三、控制策略1. PWM控制：采用脉冲宽度调制（PWM）控制方法，通过改变PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。
2. 电压闭环控制：通过采集输出电压信号，与设定的参考电压进行比较，控制PWM信号的占空比，实现稳定的输出电压控制。
3. 过流保护：设计合适的过流保护电路，当负载过大时及时切断IGBT 管的导通，以保护设备和负载不受损坏。
四、性能评估1. 效率评估：通过测量输入功率和输出功率，计算电路的效率，评估电路的能量转换效率。
2. 谐波分析：通过示波器等工具对输出波形进行谐波分析，评估谐波含量，检查输出波形的质量。
3. 动态响应：测试电路的动态响应特性，如瞬态响应时间、稳定性等，评估电路的动态性能。
五、课程设计内容1. 电路仿真：使用仿真软件搭建IGBT单相桥式无源逆变电路模型，进行电路仿真分析。
2. 硬件设计：根据电路原理图设计PCB电路板，选取合适的元器件进行电路搭建。
3. 控制程序编写：编写微控制器控制程序，实现对IGBT管的PWM 控制和电压闭环控制。
4. 性能测试与优化：进行电路性能测试，如效率测试、谐波分析、动态响应测试等，根据测试结果进行电路性能优化。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，广泛应用于电力电子领域中。
无源逆变电路由于不需要任何外部能源，使得其工作更加简单和可靠。
本文将介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、主要组成部分以及其工作原理等内容。
在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时，需要考虑以下几个关键因素：1.选择合适的IGBT管：IGBT管是无源逆变电路的关键部件，应选择具有适当的功率、电压和电流特性的IGBT管。
同时需要考虑其导通和关断速度，以确保电路的稳定性和工作效率。
2.设计适当的驱动电路：由于IGBT管需要在高频环境下工作，需要设计适当的驱动电路，以提供恰当的电压和电流波形，确保IGBT的正常工作。
3.控制策略设计：无源逆变电路的控制策略是确保电路能够实现所需输出的重要因素。
可以采用脉宽调制（PWM）控制策略，通过控制开关的导通和关断时间，来实现电压和频率的调节。
4.滤波电路设计：逆变电路产生的输出电压可能存在较高的谐波成分，需要设计适当的滤波电路来消除这些谐波，从而获得稳定的交流输出。
1.当输入直流电源施加在桥式电路的直流侧时，根据控制策略，对四个IGBT管进行相应的开通和关断操作。
2.当Q1和Q4管开通，Q2和Q3管关断时，输入直流电源通过Q1管和Q4管流入负载电阻RL，形成正向电压。
3.反之，当Q1和Q4管关断，Q2和Q3管开通时，输入直流电源通过Q2管和Q3管流入负载电阻RL，形成反向电压。
通过适当控制IGBT管的导通和关断时间，可以调节输出的电压和频率，从而实现不同的应用需求。
在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时，需要进行合理的元件选择、电路设计和控制策略设计，以确保电路的性能和稳定性。
此外，还需要考虑保护电路的设计，以确保电路和负载的安全性。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
单相全桥逆变电路讲解.ppt
基础知识介绍 （电容）
电容容量标注方法 3）整数标注法
容量较小的无极性电容器常采用整数标注法， 单位为pF。若整数末位是0，如标“330”则表 示该电容器容量为330pF,若整数末位不是0， 如标“103”则表示容量为10*103pF。如“223” 表示22000pF.如果整数末尾是9，不是表示 109，而是表示10-1，如“339”表示3.3pF. 4)色码表示法。同电阻表示法。
反之为负温度系数。
基础知识介绍 （电阻）
5.额定功率 ：在正常的大气压力90-106.6KPa 及环境 温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所 允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、 1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、 150、250、500
基础知识介绍 （电阻）
电阻器阻值标示方法 4、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面
标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采 用色标法。 棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、 灰-8、白-9、黑-0、金-±5%、银-±10%、无 色-±20%
基础知识介绍 （电阻）
电阻器阻值标示方法 当电阻为四环源自，最后一环必为金色或银色，前主电路工作原理及设计
? K 1RRes3 ? 10mHLInductor VT4MOSFET-NVT3MOSFET-N VT2MOSFET-NVT1MOSFET-N Cin1 220u/450v Bridge1 A 5Fuse1 50Hz220VVSIN
主电路工作原理及设计
讲解原理时的单相全桥逆变电路图
非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、 1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100
单相桥式无源逆变电路
黄石理工学院课程设计绪论电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT 等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW 甚至GW，也可以小到数W 甚至1W 以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
此技术的应用已深入到国家经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保和人们日常生活的各个领域。
进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛。
以计算机为核心的信息科学将是21 世纪起主导作用的科学技术之一，有人预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学的两大支柱。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。
具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
通常把电力电子技术分为电力电子制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
其中，变流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电路电子装置和电力电子系统的技术。
“变流”不仅指交直流之间的交换，也包括直流变直流和交流变交流的变换。
将直流电转换为交流电的电路称为逆变电路，本课程设计主要介绍单相桥式无源逆变电路。
1 逆变器的性能指标与分类1.1 有源逆变的基本定义及其应用如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去。
它用于直流电机的可逆调速、绕线型异步电机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等方面。
1.2 无源逆变电路的基本定义及应用无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。
它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
1.3 逆变器的性能指标1.3.1 谐波系数HF谐波系数HF 定义为谐波分量有效值同基波分量有致值之比，即U HF =nU1（1-1）式中n=1、2、3…，表示谐波次数，n=1 时为基波。
单相桥式逆变电路设计
《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：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：桂友超职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：完成时间： 2014年6月电力电子技术》课程设计任务书一、课程设计的目的通过课程设计达到以下目的1、加强和巩固所学的知识，加深对理论知识的理解；2、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料；3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力；4、培养学生综合运用知识的能力和工程设计能力；5、培养学生运用仿真软件的能力和方法；6、培养学生科技写作水平。
二、课程设计的主要内容1、关于本课程学习情况简述2、主电路的设计、原理分析和器件的选择；3、控制电路的设计；4、保护电路的设计；5、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。
三、课程设计的要求1、通过查阅资料，确定自己的设计方案；2、按学号尾数定课题，即课题一的学号尾数为1，以此类推。
自拟参数不能雷同；3、要求最后图纸是标准的CAD图；4、课程设计在第18周五前交上来。
四、课题1、课题一：单相桥式可控整流电路的设计已知单相交流输入交流电压220V，负载自拟，要求整流电压在0~100V连续可调，其它性能指标自定。
2、课题二：三相半波可控整流电路的设计已知三相交流输入线电压380V，要求整流电压在0~100V连续可调，负载自拟，其它性能指标自定。
3、课题三：三相桥式可控整流电路的设计已知三相交流输入线电压380V，要求整流电压在0~100V连续可调，负载自拟，其它性能指标自定。
4、课题四：直流降压斩波电路的设计已知直流输入电压200V，负载自拟，要求输出电压在50~100V可调，其它性能指标自定。
5、课题五：直流升压斩波电路的设计已知直流输入电压200V，负载自拟，要求输出电压在300~400V可调，其它性能指标自定。
6、课题六：直流升降压斩波电路的设计已知直流输入电压200V，负载自拟，要求输出电压在100~300V连续可调，其它性能指标自定。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，常用于交流电机驱动、太阳能逆变器等应用中。
MOSFET单相桥式无源逆变电路是其中一种常见的设计方案，下面将详细介绍其设计原理和步骤。
设计原理：MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET管组成，分别为Q1、Q2、Q3和Q4、其中，Q1和Q4为上管，Q2和Q3为下管。
通过控制MOSFET管的导通和关断，实现直流电源的正负半周期切换，从而产生交流电源输出。
设计步骤：1.电源选择：根据实际需求选择适当的直流电源作为输入电源。
通常情况下，选择稳定的直流电源，如电池或直流电源供应器。
2.选择MOSFET管：根据设计要求，选择适当的MOSFET管。
关键参数包括最大电流、最大电压、开关速度等。
确保所选的MOSFET管能够满足设计需求。
3.电路连接：按照桥式无源逆变电路的连接方式，将四个MOSFET管连接成桥式电路。
其中，Q1和Q4的源极连接到正极，Q2和Q3的源极连接到负极。
同时，将输入电源连接到Q1和Q3的栅极，Q2和Q4的栅极通过适当的驱动电路控制。
4.控制信号生成：通过控制Q1和Q3的栅极驱动电路，生成交替的高低电平信号，控制其导通和关断。
具体的控制信号生成方式可以采用计算机控制、单片机控制或者专用的驱动芯片。
5.输出滤波：由于无源逆变电路输出的是一个脉冲信号，需要通过滤波电路将其转变为平滑的交流电源输出。
常用的滤波电路包括LC滤波电路、RC滤波电路等。
6.保护措施：为了保护MOSFET管和其他电路元件，可以采取一些保护措施，如过流保护、过压保护、温度保护等。
7.参数调整：在实际应用中，根据具体的负载要求和输出电流电压等参数，对无源逆变电路进行调整和优化。
可以通过改变MOSFET管的参数、调整滤波电路等方式来实现。
总结：MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常见的无源逆变电路设计方案。
通过控制MOSFET管的导通和关断，将直流电能转换为交流电能。
(完整word版)电力电子课程设计_IGBT单相电压型全桥无源逆变电路(阻感负载)
1 引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计（阻感负载），根据电力电子技术的相关知识，单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路，与整流电路相比较，把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
当交流侧接在电网上，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相接时，称为无源逆变，逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。
2 工作原理概论2. 1 IGBT的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。
它是一种典型的全控器件。
它综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。
IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。
它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻与MOSFET相连接所构成的一种器件。
其等效电路和电气符号如下：图2-1 IGBT等效电路和电气图形符号它的开通和关断是由栅极和发射极间的电压所决定的。
当UGE为正且大于开启电压UGE时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而是IGBT导通。
由于前面提到的电导调制效应，使得电阻减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。
当山脊与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的积极电流被切断，使得IGBT关断。
2.2电压型逆变电路的特点及主要类型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；直流侧是电流源的则称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路有以下特点：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。
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为负载阻抗的情况不同而不同。
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。
电力电子课程设计_IGBT单相电压型全桥无源逆变电路(阻感负载)
1 引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计（阻感负载），根据电力电子技术的相关知识，单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路，和整流电路相比较，把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
当交流侧接在电网上，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相接时，称为无源逆变，逆变电路在现实生活中有很广泛的使用。
2 工作原理概论2. 1 IGBT的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。
它是一种典型的全控器件。
它综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。
IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。
它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻和MOSFET相连接所构成的一种器件。
其等效电路和电气符号如下：图2-1 IGBT等效电路和电气图形符号它的开通和关断是由栅极和发射极间的电压所决定的。
当UGE为正且大于开启电压UGE时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而是IGBT导通。
由于前面提到的电导调制效应，使得电阻减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。
当山脊和发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的积极电流被切断，使得IGBT关断。
2.2电压型逆变电路的特点及主要类型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；直流侧是电流源的则称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路有以下特点：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。
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，并且和负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因为负载阻抗的情况不同而不同。
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。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
首先，我们需要选择适合的MOSFET管。
选取的MOSFET应具备以下特性：低导通电阻、高开关速度、高耐压能力以及低驱动功率。
一种常用的
型号是IRF540。
然后，我们需要设计驱动电路来控制MOSFET管的开关。
对于驱动电路的设计，我们采用了一种简单的方法，即使用与非门电
路来实现对MOSFET管的驱动。
在输入端，我们使用PWM信号源，其频率
可以选择为几千赫兹。
PWM信号将通过与非门电路，经过一定的延时，控
制MOSFET管的开关。
然后，我们需要确定逆变电路的工作频率和负载电流。
在这个设计中，我们选择了50赫兹的工作频率，并假设负载电流为5安培。
根据这些参数，我们可以计算出MOSFET管的电流和功率。
接下来，我们需要选择适合的滤波电路来减小电压的谐波成分，从而
实现更好的逆变效果。
在这个设计中，我们选择了LC滤波器。
我们可以
根据负载电流和工作频率来选择合适的电感和电容。
最后，我们需要进行电路的模拟和优化。
我们利用电路仿真软件，如LTspice，来验证电路的性能。
我们可以通过对电路进行参数调整，来获
得更好的工作效果。
总结起来，MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计需要选择适合的MOSFET管，并设计合适的驱动电路、滤波电路。
通过电路模拟和优化，
我们可以得到一个高效、稳定的逆变电路。
这种电路常用于太阳能、风能
等新能源领域，实现将直流电能转换为交流电能的目标。
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目录MOSFET和电压型无源逆变电路简介 (1)1.MOSFET简介 (1)2.电压型无源逆变电路简介 (1)主电路图设计和参数计算 (2)1.主电路图设计 (2)2.相关参数计算 (2)驱动电路的设计和选型 (4)1.驱动电路简介 (4)2.驱动电路的选用 (4)电路的过电压保护和过电流保护设计 (5)1.过电压保护 (5)2.过电流保护 (7)3.保护电路的选择以及参数计算 (8)MATLAB仿真 (10)1.主电路图以及参数设定 (10)2.仿真结果 (14)总结与体会 (15)附录：电路图 (16)一、MOSFET和电压型无源逆变电路的介绍1.MOSFET简介金属-氧化层半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。
MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为“N型”与“P型”的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置。
2.电压型无源逆变电路简介把直流电变成交流电称为逆变。
逆变电路分为三相和单相两大类。
其中，单相逆变电路主要采用桥式接法。
主要有：单相半桥和单相全桥逆变电路。
而三相电压型逆变电路则是由三个单相逆变电路组成。
如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去，称为有源逆变。
无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。
它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
电压型逆变电路有以下特点：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。
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。
二、主电路图设计和参数计算1.主电路图设计图一：主电路图电路采用全桥接法。
它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有一个全控器件MOSFET 和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥臂之间。
其中桥臂1,4为一对，桥臂2，3为一对。
由于课程设计要求负载为纯电阻负载，则右端负载中没有电感和电容，且续流二极管中无电流流过。
电路中V 1与V 4有驱动信号时，V 2和V 3无驱动信号；V 2与V 3有驱动信号时，V 1和V 4无驱动信号。
两对桥臂各导通180o ，这样就把直流电转换成了交流电。
2.相关参数计算输入直流电压V d 100U =,输出功率为200W ，输出电压波形为1KHz 方波。
该电路所有元件均视为理想器件，且每个MOS 管在半个周期内电压为0，半个周期内承受的电压为U d ，所以有：V U U d o 100==又因为W 200P =，所以有电阻：Ω==502PU R o则输出电流有效值：A U Po2I ==晶闸管额定值计算。
电流最大值：A I o 2I max ==额定电流取大于m ax I 即可。
最大反向电压:V 100U max =则额定电压:V N 300~200100)3~2(U =⨯=三、驱动电路的设计和选型1.驱动电路简介驱动电路——主电路与控制电路之间的接口●使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。
●对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。
驱动电路的基本任务：●将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。
●对半控型器件只需提供开通控制信号。
●对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。
驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。
●光隔离一般采用光耦合器●磁隔离的元件通常是脉冲变压器图2：光耦合器的类型及接法a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型2.驱动电路的选用电力MOSFET是电压驱动型器件。
电力MOSFET的栅源极之间有数千皮法左右的极间电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路具有较小的输出电阻。
使电力MOSFET开通的栅源极间驱动电压一般取10～15V。
同样，关断时施加一定幅值的负驱动电源（一般取-5～-15V）有利于减小关断时间和关断损耗。
在栅极串入一只低值电阻（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。
专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L，其输入信号电流幅值为16mA，输出最大脉冲电流为+2A和-3A，输出驱动电压+15V和-10V。
本次课程设计的驱动电路采用如下电路。
图3：驱动电路该驱动电路包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。
当无输入信号时高速放大器A输出负电平，V3导通输出负驱动电压。
当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压。
四、电路的过电压保护和过电流保护设计1.过电压保护电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。
外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因，包括：●操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起的过电压。
●雷击过电压：由雷击引起的过电压。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括：●换相过电压：由于晶闸管或者与全控型器件反并联的续流二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断能力，因而有较大的反向电流流过，使残存的载流子恢复，因而其恢复了阻断能力时，反向电流急剧减小，这样的电流突变会因线路电感而在晶闸管阴阳极之间或续流二极管反并联的全控型器件两端产生过电压。
●关断过电压：全控型器件在较高频率下工作，当器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。
图4：过电压抑制措施及配置位置图4所示出了各种保护措施及其配置位置，各电力电子装置可见具体情况只采用其中的几种。
其中RC3和RCD为抑制内因过电压的措施。
在抑制外因过电压的措施中，采用RC过电压抑制电路是最为常见的，其典型联结方式见图4。
RC过电压抑制电路可接于供电变压器的两侧（通常供电网一侧称网侧，电力电子电路一侧称为阀侧），或电力电子电路的直流侧。
对于大容量电力电子装置，可采用图6所示的反向阻断式RC电路。
有关保护电路的参数计算可参照相关的工程手册。
采用雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管（BOD）等非线性元器件来限制或吸收过电压也是较常用的措施。
a） b）图5：RC过电压抑制电路联结方式图6：反向阻断式过电压抑制用RC电路2.过电流保护电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。
过电流分过载和短路两种情况。
图5-4给出了各种过电流保护措施及其配置位置，其中采用快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器是较为常见的措施。
一般电力电子装置均采用几种过电流保护措施，以提高保护的可靠性和合理性。
在选择各种保护措施时应注意相互协调。
通常，电子电路作为第一保护措施，快速熔断器仅作为短路时的部分区段的保护，直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护，过电流继电器整定在过载时动作。
图7：过电流保护措施及配置位置采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。
在选择快速熔断器时应考虑：● 电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。
● 电流容量应按其在主电路的接入方式和主电路联结形式确定。
快熔一般与电力半导体器件串联连接，在小容量装置中也可串接于阀侧交流母线或直流母线中。
● 快熔的I 2t 值应小于被保护器件的允许I 2t 值。
● 为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间-电流特性。
3.保护电路的选择以及参数计算对于MOSFET 管用RC 吸收电路进行过电压保护。
保护电路图如图8所示。
图8：RC 吸收电路根据前面计算，A I AV T 2)(=。
F I C AV T 8n ~4F 10)4~2()(3=⨯=-μΩ=)30~10(R电容可选瓷片电容，电阻对于MOSFET 管用快速熔断器进行过电流保护。
由于电路简单、功率小且只有纯电阻负载，故可以将快速熔断器与电源串联接在主回路中。
A I 2MAX =快速熔断器额定电流A I NT 3~6.2)5.1~3.1(I MAX =⨯= 额定电压V U NT 1101001.11.1U MAX =⨯== 熔断器可选RLS-10，额定电流为3A 。
五、MATLAB仿真Matlab被誉为三大数学软件之一，它在数学类科技应用软件中在数值方面首屈一指。
Matlab可以进行矩阵、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域，受到各个研究领域的推崇和关注。
本文也采用MATLAB软件对研究结果经行仿真，以验证结果是否正确。
1.主电路图以及参数设定主电路图如图9所示。
图9：仿真电路各元件参数设置：●DC Voltage Source: ●Series RLC Branch:●Pulse Generator 1●Pulse Generator 32.仿真结果负载电压电流波形（上为电压，下为电流）：脉冲发生器波形（上为第1个和第4个，下为第2个和第3个）：各个MOSFET管电压和电流波形（上为电流，下为电压）：●第一个●第二个●第三个●第四个从仿真结果可以看出输出电压为幅值为100V、频率为1kHz的方波，负载电流和电压相位相同且幅值为2A，说明电路是正确的，仿真成功。
六、总结与体会这次课程设计是围绕着《电力电子技术》这门课展开的。
其中共有20个课题，我选的课题是《MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻电路）》。
从开始做到到做完，大概用了我三天的时间。
其中设计电路图并不难，教材上有；主要难点在于保护电路的选用、参数计算和MATLAB仿真。
由于教材上对于保护电路的介绍十分简短，没有参数计算过程，所以电路选用和参数计算只能查找资料。
最后根据我在网上找到的资料和自己的理解，选择了合适的保护电路。
而仿真难的问题，主要是因为对MATLAB的不熟练和对MOS管理解的不透彻。
我开始以为MOS管在触发脉冲后会保持，占空比设置得很小，结果仿真结果出错。