单相恒压恒频逆变器的设计

单相PWM逆变电源的设计讲解

摘要随着国民经济的高速发展和国内外能源供应的紧张，电能的开发和利用显得更为重要。

目前，国内外都在大力开发新能源，如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。

一般情况下，这些新型发电装置输出不稳定的直流电，不能直接提供给需要交流电的用户使用。

为此，需要将直流电变换成交流电，这就需要逆变技术的大力应用。

本文设计的单相PWM逆变电源属于交流电源，采用电压反馈控制，通过中断功率通量和调节占空比的方法来改变驱动电压脉冲宽度来调整和稳定输出电压。

其主电路构成采用的是Boost电路和全桥电路的组合。

本设计的核心是A VR 单片机，既能产生PWM波，控制升压电路和逆变电路，又能对系统进行实时监控，确保系统的稳定性。

本文详细的分析了该逆变电源的工作过程，并推导了重要公式。

最后对该逆变电源进行了软件仿真，验证了其可行性和有效性。

关键词：逆变器，脉冲宽度调制，场效应管AbstractWith the high-speed developing of national economy and the shortage supply of world electrical energy supplies, the development and utilization of electric power is more important. Now, there are a lot people try their best to develop the new energy, such as solar power, wind power and tidal power and so on. In general, these new power generation unit output is not stable of DC, and can't directly provide users alternating current. So, we need to transform DC to AC, this needs the application of the inverter technology.In this paper, the design single-phase PWM inverter power supply belong to the AC power, it adopt the voltage feedback control, It can adjust and stable output voltage through the interrupt power of empty and adjustment of the flux to transform the driving voltage pulse width. Its main circuits are the Boost circuit and the whole bridge circuit. The core of the design is the single chip microcomputer A VR, it can not only produce PWM waves which can control boost circuit and source inverter, but also real-timing monitor the system, to ensure the stability of the system.This paper makes a detailed analysis of the working process of the inverter power supply, and derived the important formulas. Finally the inverter power for the software simulation proves its feasibility and validity.Keywords：Inverter,PWM, MOSFET目录摘要 (I)ABSTRACT .............................................. I I 1 绪言1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 国内外概况 (2)1.4 课题主要的研究工作 (4)2 系统设计方案的研究2.1 系统的控制特点与性能特点 (5)2.2 系统实现的基本原理 (5)2.3系统实现方案分析比较 (8)3单相PWM逆变电源的设计3.1系统组成 (13)3.2主电路设计 (13)3.3控制电路工作设计 (18)4 系统软件设计4.1系统软件设计目的 (27)4.2系统软件设计思路 (27)4.3系统软件仿真 (28)5 总结与展望 (29)致谢 (32)参考文献 (33)附录软件源代码........................... 错误！未定义书签。

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。

单相逆变器电路设计与仿真multisim

单相逆变器电路设计与仿真multisim【原创实用版】目录1.单相逆变器电路设计2.单相逆变器的建模与仿真3.控制思路与电路拓扑4.负载使用单相桥式整流5.电流内环与电压外环控制6.MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真7.利用仿真减少逆变器电路设计工时8.单相 LCL 并网逆变器 simulink 仿真9.逆变电路设计过程及仿真实例10.DC/AC：单相方波全桥逆变电路设计原理及实验仿真正文一、单相逆变器电路设计单相逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电路，其主要应用在太阳能发电、风力发电以及电力电子设备中。

在设计过程中，需要考虑电路的拓扑结构、控制策略以及负载特性等因素。

二、单相逆变器的建模与仿真建模是对电路的数学描述，仿真是利用计算机模拟电路的工作过程。

对于单相逆变器，可以使用 MATLAB 或 Multisim 等软件进行建模与仿真，以验证电路的性能指标是否满足设计要求。

三、控制思路与电路拓扑控制部分采用 PI 控制，包含电压外环和电流内环。

电压外环控制输出电压，电流内环控制输出电流。

电路拓扑采用全桥逆变电路，使用 LC 滤波器，负载为单相桥式整流电路。

四、负载使用单相桥式整流在单相逆变器电路中，负载通常使用单相桥式整流电路。

这种整流电路具有结构简单、工作效率高等优点，适合用于电压波形为矩形波的负载。

五、电流内环与电压外环控制电流内环和电压外环是逆变器控制策略的两个重要部分。

电流内环控制电流，电压外环控制电压。

通过这两个环路的联合控制，可以实现逆变器输出电压和电流的高效调节。

六、MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真在 MATLAB 中，可以通过 Simulink 工具箱搭建单相全桥逆变器电路模型，并进行仿真实验。

仿真结果表明，当同时打开绝缘栅双极型晶体管时，负载两端的电压和电流波形方向相同；当二极管 vd 同时导通时，电压和电流波形方向相反，理论分析与仿真实验结果完全一致。

单相逆变电路的PWM控制设计与研究

单相逆变电路的PWM控制设计与研究单相逆变电路是将直流电能转换为交流电能的一种电路，广泛应用于电力电子领域。

PWM（Pulse Width Modulation）控制是一种常见的电力电子控制技术，可以通过改变脉宽来控制输出电压或电流的大小。

本文将对单相逆变电路的PWM控制进行设计与研究。

首先，我们需要了解单相逆变电路的基本原理。

单相逆变电路由整流器、滤波器和逆变器三部分组成。

整流器将交流电转换为直流电，滤波器对直流电进行滤波平滑处理，然后逆变器将滤波后的直流电转换为交流电输出。

在PWM控制中，我们通过改变逆变器开关管的导通时间来控制输出电压的大小。

具体的控制策略可以采用多种方式，如单脉冲控制、多脉冲控制、正弦PWM控制等。

下面我们以正弦PWM控制为例进行设计和研究。

正弦PWM控制的基本原理是根据交流电的周期特性，在每个周期内将直流电分为多个小时间段，并根据所需输出电压的大小，决定每个小时间段中开关管的导通时间。

具体的步骤如下：1.确定输出电压的频率和幅值：根据实际需求，确定输出电压的频率和幅值。

2.将一个正弦周期分为N个小时间段：根据所需输出电压的频率，将一个正弦周期分为N个小时间段，每个小时间段的长度为Ts/N，Ts为正弦周期的长度。

3.确定每个小时间段的导通时间：根据所需输出电压的大小，确定每个小时间段中开关管的导通时间。

可以使用查表法、数学计算等方法来确定导通时间的大小。

4.通过控制开关管的导通时间来实现PWM控制：根据上一步确定的导通时间，在每个小时间段中控制开关管的导通和关断。

导通时间越长，输出电压的幅值越大；导通时间越短，输出电压的幅值越小。

5.根据PWM控制的结果进行反馈调节：根据PWM控制的结果，比较实际输出电压和所需输出电压的差异，通过反馈调节来控制PWM的导通时间，使得实际输出电压尽量接近所需输出电压。

以上就是单相逆变电路的PWM控制的基本设计和研究过程。

当然，实际的PWM控制会比以上步骤更加复杂，需要考虑到电路元件的参数、变化范围和非线性特性等因素，同时还要考虑到电路的稳定性和可靠性等方面的问题。

单相恒压恒频无源SPWM逆变器的研究与设计

波的峰值，保留一个工频周期中ＭＤ转换的最大值为前级ＤＣ／ＤＣＰＷＭ调节的依据
同，比较作
频率固定、输出电压只含有固定频率的高次谐波分量、滤波器设计简单等一系列优点．成为目前应用最为广泛的逆变用ＰＷＭ技术＿２ｌ３根据电压调节器的控制方式．逆变器可分为模拟控制和数字控制两种形式。传统的模拟控制技术成熟、性能优良、成本较低．但由于控制器由模拟器件组成．元件多，型号繁杂，不便于大规模生产：模拟器件的工作特眭会随自身老化和环境变化而改变，一致性和可靠性不高：设计周期长，调试复杂．升级换代困难；控制方式单一．难以实现复杂的控制：不便于管理维护［５１６１７１。伴随着数字信号处理技术的飞速发展．数字控制技术已经成功地应用到电力电子与电力传动控制领域中来．目前．德州仪器（ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、ＭＯＴＯＲＯＬＡ、ＡＤＩ和Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司相继推出了适用于逆变电源数字控制的ＤＳＰ芯片．数字化控制的逆变器克服了上述模拟控制器的诸多不足本文的研究对象是单相恒压恒频（ＣＶＣＦ）无源逆变器是在由Ｉ２Ｖ至３５０Ｖ的ＤＣ／ＤＣ升压的基础上将直流３５０Ｖ逆变为５０Ｈｚ．２２０Ｖ的交流电．如图ｌ所示红线框中内容
１．１功率开关管和驱动电路开关管的选取主要考虑它的电压应力和电流应力图２所示逆变器的主电路可见，每一个开关管的电压应力均为输入电压。按留有一定电压、电流裕量选取开关管．定为ＩＸＹＳ公司的ＩＧＢＴ，型号为ＩＸＧＨ４０Ｎ６０Ｃ２Ｄ１查阅器件手册．ＩＸＧＨ４０Ｎ６０ｃ２Ｄ１的关断时间最大为１３０ｎＳ（１２５ ℃），故设定死区时间为ｌｕＳ。在全桥逆变器中．因为每个桥臂的上管是浮地的．需要采取隔离驱动或者专用的驱动芯片本设计采用公司的专用驱动芯片ＩＲ２１１３．它是一款非隔离的桥式电路驱动芯片．芯片内部针对浮地情况作了专门的设计，而且不需要专门的供电电源．使电路更简洁．降低复杂性＿１Ｏｌ。／Ｒ２１１３能提供最大的驱动电流．具有更快的驱动速度．适合于频率较高的应用场合根据以上原理．全桥电路用两片１Ｒ２１１３就可以满足驱动要求．简化了电路１．２低通滤波器在实际应用中为了使输出电压波型保证在一个良好质量．电感值的设定不能过小或过大。一方面为了减少输出电压中的谐波分量，电感值不能取得过小，另一方面电感量增加，体积、重量和损耗也会随之增加．电感的取值应进行全方位考虑：滤波电容的取值也亦然．在满足ＴＨＤ要求下．尽量取较小容值… １。

单相逆变电路设计

单相逆变电路设计
单相逆变电路是一种电子电路系统，可以将直流电转换为交流电。

这种电路系统在许多应用中都非常有用，例如太阳能发电系统和风力发电系统中。

单相逆变电路通常由两个部分组成：直流-直流变换器和直流-
交流变换器。

直流-直流变换器将输入的直流电转换为所需的电压和
电流水平，然后将其传递到直流-交流变换器。

直流-交流变换器把直流电转换为交流电，并将其输出到负载中。

设计单相逆变电路需要考虑一些因素，例如输出功率、波形质量、效率和成本等。

为了实现高效能的单相逆变电路，需要选择合适的器件和控制策略，并进行适当的参数选择和优化设计。

在实际应用中，单相逆变电路的设计需要按照不同的需求进行定制。

例如，在太阳能发电系统中，需要将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电，以便供电给家庭和商业用途。

因此，单相逆变电路的设计必须考虑到太阳能电池板的输出特性和负载需求。

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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。

恒压恒频正弦波逆变电源设计方案

恒压恒频正弦波逆变电源设计方案1 主电路单相CVCF 逆变电源先将交流电整流为直流电，再通过输入逆变电路逆变成交流电，然后用变压器降压；再进行SPWM 调节，使输出为110V 正弦波电压。

输入逆变电路控制采用专用芯片，输出逆变电路SPWM 控制及逆变电源的各种保护采用单片机控制。

当蓄电池的电压过高或过低时逆变电源将停止工作并灯光指示报警，保护逆变电源和蓄电池；当蓄电池的电压在正常范围内波动时，输出电压不变；当输出电流过大时，单片机将停止SPWM 输出，保护电源的器件。

1.1 整流电路整流电路采用桥式整流电路。

桥式整流电路如图1-1所示。

本电路中只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。

图1-1桥式整流电路原理图该整流电路中，交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，所以该电路为全波整流。

在输入电压一个周期内，整流电压波形脉动两次。

V 198220.0=⨯二极管承受的最大正向电压为V 6.155222= 承受的反向电压为V U 31222=要使整流后电压连续需满足3≥wRC ，不妨取C=9.4mF ，R=10ΩLC w 越大，则谐波越小，本设计取mH L 1=1.2 逆变电路采用全桥逆变电路。

此电路有四只开关管，需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制两对开关管，难免导致驱动电路复杂。

控制虽相对复杂，但电压利用率较高，在单相逆变中应用广泛，可实现各种控制电路。

如图1-2：G 36G 36图1—2 全桥逆变电路输出原边部分电阻电容参数L R ,，为了使电路损耗较小R 尽量取得小，取1=R Ω，mH L 1=逆变器原边输出电压V mU U d 4.1588.01981=⨯==要得到电压V U 702=，则有变压器变比26.2704.158==k得到正弦波幅值V V U 100270max 2==取6=R Ω，L=3.6H 得到功率为700W2 SPWM控制电路设计2.1 SPWM波的基本原理SPWM调制主要是用于逆变器中实现幅度和频率可调的正弦波电压，是在逆变器输出交流电能的一个周期内，将直流电能斩成幅值相等而宽度根据正弦规律变化的脉冲序列。

毕业论文---单相逆变电源的设计(含外文翻译)

本科毕业设计任务书一、毕业设计题目单相逆变电源的设计二、毕业设计工作自 2012 年 11 月 19 日起至 2013 年 6 月 20 日止三、毕业设计进行地点:501-108四、毕业设计内容：(1) 掌握单相电压型PWM逆变器的工作原理；(2) 建立单相电压型逆变器的数学模型；(3) 完成单相电压型PWM逆变器的谐波分析；(4) 完成单相电压型逆变器反馈闭环控制系统控制规律研究；(5) 完成单相电压型PWM逆变器系统仿真；(6) 完成系统调试，并对实验结果进行分析。

指导教师教研室自动化教研室教研室主任（签名）批准日期接受论文（设计）任务开始执行日期学生签名目录1绪论 (1)1.1 逆变技术的定义 (1)1.2 逆变技术的发展过程 (1)1.3 逆变技术的应用前景 (3)1.4 逆变技术存在的难点 (3)1.5逆变电源的发展趋势 (2)1.6 逆变器的分类 (3)1.7 逆变技术指标 (4)1.8 逆变器的单片机控制 (5)1.9 本文研究内容 (7)本文研究的主要内容如下： (7)2逆变电路 (9)2.1 逆变电路的基本工作原理 (9)2.2逆变电路的换流方式 (10)2.3 电压型逆变电路 (12)2.4 逆变电路的调制方式 (14)三、系统组成及各部分原理 (20)3.1系统控制方案 (20)3.2 系统框图 (20)3.2.1主电路硬件结构及工作原理 (20)3.3 系统各级供电电源设计 (21)3.4IGBT的特点及选取 (21)3.5 TMS320F2812 DSP简介 (22)3.5.1 DSP的概念 (22)3.5.3 A/D转化单元概述 (24)3.6 IGBT驱动电路 (25)3.7输出滤波器的设计 (26)3.7.1 滤波器的理论分析及参数选取 (26)3.8 闸管导通死区硬件电路设计 (28)3.9输出电压采样电路 (28)四、PWM控制技术 (15)4.1 PWM控制的基本原理 (15)4.2 正弦脉宽调制的生成 (16)4.3规则采样法 (18)4.4 同步调制和异步调制 (19)4.5 TMS320F2812DSP PWM信号的产生 (19)5 系统数学模型与控制方案............................................................ 错误!未定义书签。

单相逆变器设计范文

单相逆变器设计范文首先，单相逆变器的设计需要考虑以下几个方面：输出电压波形、输出功率、效率和保护措施。

1.输出电压波形：单相逆变器的输出电压波形应尽可能接近正弦波，以保证输出电能的质量。

常见的设计方法包括：方波逆变器、脉宽调制（PWM）逆变器和多脉泽调制（MPPT）逆变器。

其中，PWM逆变器是最常用的设计方法，通过高频开关器件的开关控制实现。

2.输出功率：逆变器的输出功率决定了其应用范围。

在设计单相逆变器时，需根据具体需求选择适当的功率等级。

输出功率主要受限于逆变器的开关器件和电路拓扑结构。

常用的逆变器拓扑结构有单相桥式逆变器、双半桥逆变器、全桥逆变器等。

选择适合的拓扑结构能提高逆变器的功率密度和转换效率。

3.效率：逆变器的效率对于能量转换非常重要，可以通过优化设计和控制算法来提高效率。

有效的设计方法包括：降低开关器件的导通和开通损耗、降低电路的额定电流和电压降以减少传导损耗等。

此外，合理的散热设计和抑制电磁干扰也能提高逆变器的效率。

4.保护措施：逆变器的保护措施是确保其正常运行和安全性的重要组成部分。

常见的保护措施包括：过电流保护、过温保护、短路保护、过压保护等。

通过添加适当的保护电路和控制算法，可以有效防止逆变器受损或损坏。

设计单相逆变器需要一定的电力电子知识和设计经验。

下面提供一个基本的单相逆变器设计流程作为参考：1.确定输出功率和电压：根据应用需求确定单相逆变器的输出功率和电压等级。

2.选择逆变器拓扑结构：选择适合的逆变器拓扑结构，并进行电路分析和计算。

常见的逆变器拓扑结构包括全桥逆变器和单相桥式逆变器。

3.选择开关器件：根据输出功率和电压确定合适的开关器件，如功率MOSFET、IGBT等。

考虑开关器件的导通和开通特性，以及损耗和成本等因素。

4.控制电路设计：设计适当的控制电路和算法，实现逆变器的开关控制。

常见的控制方法包括PWM调制、电流控制和电压控制等。

5.散热设计：根据逆变器的功率密度和工作条件设计散热系统，确保逆变器在长时间工作时的温度控制和散热效果。

单相PWM逆变电路设计

单相PWM逆变电路设计
摘要
随着信息技术的发展，单相PWM逆变器的使用越来越广泛，由于其优
良的调制效果，结构简单、维护方便，可以用于电力系统的变频调速和电
力供应装置的电源，如逆变器、纯电池供电系统以及微型电源等，这些应
用领域都需要非常精确的电力输出。

因此，研究和设计单相PWM逆变电路
显得尤为重要。

本文将以豪斯多夫模型为基础，介绍单相PWM逆变器的原理，分析其
工作原理，探讨其控制电路设计的要点，并基于此，设计一款稳定可靠的
单相PWM逆变电路，检验了其原理模型及其实际参数的吻合性。

本文首先介绍了单相PWM逆变器的工作原理及其基本原理模型，然后，介绍了其调制电路的设计要素，以及极限保护系统的控制方法。

接着，本
文介绍了一种基于微控制器的单相PWM逆变器的设计方案，用以实现单相
逆变系统的运行。

最后，本文提出了一种实际参数化的测试方案，采用多
种电压、电流和频率的负载条件进行实验，验证了该设计方案的有效性和
可靠性。

经过实验的检验，本文设计的单相PWM逆变器具有较高的运行精度、
稳定性和可靠性，能够满足其应用场景的要求。

关键词：单相PWM逆变，调制电路。

单相逆变器建模及控制器设计

单相逆变器建模及控制器设计一、逆变器系统建模逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力电子设备，广泛应用于分布式发电、无功补偿、有源滤波等领域。

逆变器系统建模是逆变器控制的基础，通过对逆变器系统的数学描述，可以深入理解逆变器的工作原理和动态特性。

二、控制器设计基础控制器是逆变器系统的核心部分，用于实现逆变器的稳态和动态性能。

控制器设计需要综合考虑系统的稳定性、快速性、抗干扰能力和经济性等方面的因素。

常见的控制器设计方法包括：基于传递函数的频域设计法、根轨迹法、基于状态空间的时域设计法等。

三、逆变器数学模型逆变器的数学模型是对逆变器系统的精确描述，用于分析和设计逆变器的控制策略。

根据逆变器的电路拓扑和数学处理方法，可以将逆变器数学模型分为线性模型和非线性模型两类。

线性模型主要采用传递函数和差分方程描述逆变器的动态特性，非线性模型则采用状态方程和微分几何理论等。

四、逆变器状态空间模型状态空间模型是一种描述线性动态系统状态变量的完整和严格的数学表达方式，基于状态空间模型的控制系统设计方法已经成为现代控制理论中的重要组成部分。

在逆变器控制中，状态空间模型可以用于描述逆变器的动态行为，基于状态空间模型的控制系统设计方法也可以应用于逆变器控制系统的设计和优化。

五、控制器设计方法基于状态空间模型的控制器设计方法包括线性二次型调节器（LQR）和最优控制等。

LQR是一种优化控制方法，通过设计状态反馈控制器，使得某种性能指标达到最优。

最优控制则基于动态规划原理，通过求解Hamilton-Jacobi-Bellman（HJB）方程，得到最优控制律。

这些方法均可以在MATLAB/Simulink等仿真软件中实现。

六、PID控制器设计PID控制器是一种简单而实用的控制器，广泛应用于工业控制领域。

在逆变器控制中，PID控制器也被广泛应用。

PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节组成，通过调整三个环节的参数，可以获得较好的控制效果。

单相dcac逆变器课程设计

单相dc ac逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单相DC-AC逆变器的基本原理和工作流程；2. 让学生了解并掌握单相DC-AC逆变器中主要元件的功能及相互关系；3. 使学生能够运用所学知识，分析单相DC-AC逆变器电路的性能及可能存在的问题。

技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试单相DC-AC逆变器电路的能力；2. 培养学生运用相关仪器和设备进行电路测试和分析的能力；3. 提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术及其应用的兴趣，激发学生的创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验安全，养成良好的实验习惯；3. 增强学生的团队协作意识，培养学生在团队合作中解决问题的能力。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，对单相DC-AC逆变器有一定了解，但对实际操作和电路分析尚需加强。

教学要求：结合学生特点和课程性质，以实践为主，理论教学为辅，注重培养学生的实际操作能力和分析解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并具备进一步深入研究电力电子技术的能力。

二、教学内容1. 理论教学：a. 单相DC-AC逆变器基本原理及工作流程介绍；b. 单相DC-AC逆变器主要元件功能及选型；c. 单相DC-AC逆变器电路分析与性能评估。

2. 实践教学：a. 单相DC-AC逆变器电路搭建及调试；b. 逆变器输出波形测试及分析；c. 逆变器电路故障排查及优化。

教学大纲安排：1. 第一周：介绍单相DC-AC逆变器基本原理及工作流程，让学生了解逆变器的作用和重要性；2. 第二周：讲解逆变器主要元件功能及选型，指导学生进行元件选型和电路设计；3. 第三周：进行逆变器电路分析与性能评估，使学生掌握电路性能评价方法；4. 第四周：实践教学，指导学生搭建和调试逆变器电路，提高学生动手能力；5. 第五周：进行逆变器输出波形测试及分析，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力；6. 第六周：进行逆变器电路故障排查及优化，提高学生分析问题和解决问题的能力。

单相恒压恒频逆变器的设计

单相恒压恒频逆变器的设计学生姓名: **** 学号: *********系别:电气工程系专业: 电气工程及其自动化指导教师: ****** 评阅教师:论文答辩日期答辩委员会主席摘要随着现代科学技术的迅速发展，逆变电源的应用越来越广泛，各行各业对其性能的要求也越来越高。

单相正弦逆变电源是将直流电逆变成单相交流电的装置，它可将蓄电池逆变成交流电，为用电器提供交流电，也可作为计算机的UPS电源等。

本文首先介绍了逆变电源技术的应用与发展，分类与性能，及其控制技术。

并在此基础上进行了方案论证，选取了合理的方案，以实现将12V直流电源升压为320V/50kHz的高频交流电，再经过整流滤波将高频交流电整流为高压直流电，然后采用正弦波脉宽调制法，通过脉冲控制IGBT的导通时间及顺序生成PWM波形，最后经过LC工频滤波电路，输出稳定的220V/50Hz标准正弦波电压，以达到供负载使用的目的。

本文基于已选定方案为前提进行了各部分电路的设计与分析，完成了主电路及相应的输入输出保护电路的设计，并进行了参数计算，分别简要介绍了各部分的原理，阐述了产生SPWM波的实现办法，以及基于DSP的系统软件设计和实现方案。

同时利用MATLAB 建立了单相逆变器的仿真模型，对其进行了仿真和实验，从各种情况下的试验结果可以看出，通过该逆变电路而得到的单相正弦波稳定性高且失真度小，设计成功。

关键词:逆变电源，整流，滤波，正弦脉宽调制IAbstractWith the rapid development of modern science and technology, the application of inverter power supply is more and more extensive, and the requirement of all walks of life on it is higher and higher. Single-phase sine inverter power supply is the device which can reverse DC into single-phase AC power. It can reverse the battery into AC which can be used by appliances, and it can also be used as the computer UPS power supply etc.This paper first introduces the application and development of the inverter power supply technology, its classification and performance, and its control technology. On this basis, the demonstration program has been done. It selects the reasonable solution to achieve the 12V DC power supply boosting for 320V/50kHz high frequency alternating current, which the rectifier filter will rectify it for high voltage DC. Then use the SPWM method to control the conduction time and sequence of the IGBT by outputting PWM waves generated, finally, after LC industrial frequency filtering, the output of the stable 220V/50Hz quasi-sine wave of voltage will achieve the purpose of load use.Based on the selected program, this paper has done the design and analysis of each circuit and has completed the design of the maincircuit and the corresponding input and output protection circuits and parameter calculation. The principle of each part has been brieflyintroduced, the realization method of producing SPWM wave and the system based on DSP software design have been elaborated.At the same time use MATLAB established a single phase inverter simulation model for the simulation and experiment, from all kinds of cases of the test results can be seen through the inverter circuits and get single-phase sine wave high stability and distortion degree of small, the design is successful.Keywords:Inverter power source, rectification, filter, SPWMII目录摘要 (I)Abstract ................................................ II 1 绪言1.1 课题背景 .......................................................1 1.2 逆变器的性能分析 (1)1.3 逆变器数字控制技术 (2)1.4 逆变器的分类 (3)1.5 本文主要研究内容 ............................................... 3 2 方案论证2.1 逆变方案 .......................................................4 2.2 逆变控制方案 (5)2.3 本章小结 ....................................................... 6 3 SPWM输出3.1 SPWM波的基本原理 (7)3.2 基于DSP实现SPWM (8)3.2.1 SG系列单片机生成SPWM波原理 (8)3.2.2 SPWM波生成方法 .......................................... 10 3.3 本章小结 ...................................................... 10 4 电路设计及参数计算4.1 直流变换电路的设计 ............................................11 4.2 全桥逆变电路设计 ..............................................12 4.2.1 IGBT 模块的选择 (12)4.2.2 逆变电桥电路设计 (12)4.2.3 原件参数计算 (13)4.3 逆变电桥的吸收缓冲电路设计 (14)4.3.1 缓冲电路的作用 (14)4.3.2 电路设计及其原理 (15)4.3.3 参数计算与元件选择 (16)4.4 LC滤波电路电路设计 (17)III4.4.1 滤波电路及原理 .............................................17 4.4.2 参数计算 (18)4.5 控制电路设计 (19)4.6 辅助电源设计 (21)4.7 死区时间的设置 (21)4.8 本章小结 ...................................................... 22 5 保护电路的设计5.1 防反接保护电路 ................................................23 5.2 输入过压保护电路的设计 ........................................24 5.3 输入欠压保护电路的设计 ........................................24 5.4 输出过流保护电路的设计 ........................................25 5.5 输出过压保护电路的设计 ........................................26 5.6 IGBT 的短路保护 (27)5.7 本章小结 ...................................................... 28 6 MATLAB仿真6.1 仿真模型建立 ..................................................29 6.1.1 满阻性负载仿真 (29)6.1.2 空载仿真 (30)6.1.3 感性负载仿真 (31)6.1.4 感性负载仿真 (32)6.2 本章小结 ...................................................... 33 7 总结与展望 .......................................... 34 致谢 ................................................. 35 参考文献 ............................................... 36 附录 (38)IV1 绪言1.1 课题背景在早期的逆变器，只要其输出不断电、稳压、稳频即可，同时由于硬件水平的限制，大都采用模拟器件控制。

单相逆变器设计

duo dt uo iL = ic + R 经拉普拉斯变换后得到 IL s = 1 U s − Uo s Ls s 1 I s Cs c
Uo s =
Uo s R 从而得到单相逆变的双闭环模型如图 3.1 所示： Ic s = IL s −
图 3.1 单相逆变器双闭环结构图由上图可求得电流环被控对象传递函数 Gi s = Gif s =
，从而
1 + ω1 2 ，令 ∂ L = 0，得到L = i
c
ω
2
∂Q
u1
1 ωc
1 + ω1 2 ≈ i
c
u1
1 ωc
=ω。根据 L 和fc 的
c
值可以求出电容 C 的值。 3．模型建立与控制器设计输出电压的峰值不能超过直流母线电压，即当输出电压有效值为Uo 时，直流母线电压的最小值应大于 2Uo 。由输出 LCR 电路可以列如下式子： us − uo = L ic = C diL dt
单相逆变器设计
1．拓扑结构单相逆变主电路拓扑结构如图 1.1 所示，采用控制策略为：在给定正弦波瞬时值大于 0 时，开关管 G1 恒导通，开光管 G4 经 SPWM 调制（载波幅值为 0~1）生成；在给定正弦波瞬时值小于 0 时，开光管 G2 恒导通，开光管 G3 经 SPWM 调制（载波幅值为 0~-1）生成。
RCs +1 R K pwm LC s 2 + s+1
L R
，电流环反馈传递函数为
，根据 bode 图来设计电流环 PI 参数。电流环设计完毕后可以求出电压环的开
关传递函数，同样根据 bode 图来设计电压环 PI 参数。 4． SPWM 调制策略双极性调制波形如图 4.1 所示：

单项逆变器的设计

单项逆变器的设计
单项逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子设备，通常用于太阳能电池板发电系统、风力发电系统、直流电池等直流能源的变换。

在单项逆变器的设计中，需要考虑多个因素，如输出电压、输出功率、效率、负载能力、保护功能等。

1. 输出电压的选择
单项逆变器的输出电压通常为220V或110V，其中220V的输出电压是应用更为广泛的一种。

在确定输出电压时，需要考虑所应用的负载设备的电压要求，以及输出电压的稳定性和波形形状。

2. 输出功率的确定
单项逆变器的输出功率主要受限于电子元器件和散热装置的能力，同时也受到输入直流电能的限制。

在设计单项逆变器时，需要在满足稳定输出电压的前提下，合理选择电子元器件和散热装置，并确定最大输出功率。

3. 效率的提高
单项逆变器的效率取决于其功率转换效率、开关元件的损耗、电子元器件的损耗等因素。

在设计过程中，需要尽可能地提高功率转换效率，减小元器件损耗和开关损耗，从而提高整个系统的效率。

4. 负载能力的保证
单项逆变器的负载能力取决于输出功率、输出电压和负载特性等因素。

在设计单项逆变器时，需要充分考虑负载的电阻和电容特性，并在确定稳定输出电压的前提下，确保系统具有足够的负载能力。

5. 保护功能
在单项逆变器的设计中，还需要考虑其保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护等。

在设计过程中，需要合理选择保护措施、设备和电子元器件，并确保系统具有可靠的保护功能。

综上所述，单项逆变器的设计需要考虑多个因素，并在合理选择电子元器件和散热装置的前提下，尽可能提高功率转换效率，确保系统的稳定性和可靠性，并具备足够的负载能力和保护功能。

基于 DSP 的单相恒压逆变器设计

基于 DSP 的单相恒压逆变器设计
明寿;王红蕾
【期刊名称】《机械与电子》
【年(卷),期】2016(034)006
【摘要】随着社会的发展和需要，不间断电源系统成为保证正常生活生产需要的
基本，从而催生了多元化电源供电，使得逆变入网成为可能。

本次设计是将36V
直流电经逆变得到输出稳定的50Hz220V交流电以满足日常使用的要求。

运用MATLAB软件进行软件仿真，得到输出要求，通过各种方案的仿真与结果分析，
此种方案输出稳定，实现简单。

【总页数】4页(P26-29)
【作者】明寿;王红蕾
【作者单位】贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025;贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
【相关文献】
1.基于DSP控制的单相光伏并网逆变器设计 [J], 夏向阳;唐伟;冉成科;张曼;唐卫波;周峰
2.基于DSP矿用应急电源单相逆变器的设计 [J], 邓力耕;刘子胥;杨春稳
3.基于DSP28335的单相逆变器缓冲电路优化设计 [J], 贾永博;杨春;张媛
4.基于DSP的3 kW单相光伏并网逆变器设计 [J], 曾杨杨;陈宇晨;李正明
5.基于dsPIC30F3011的单相光伏并网逆变器设计 [J], 王兴贵;时瑞
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恒压恒频正弦波逆变电源

目录摘要 (2)1.主电路设计 (2)1.1 主电路原理 (2)1.1.1 AC-DC原理分析 (2)1.1.2 DC-AC逆变器原理分析 (4)1.2主电路参数计算 (5)1.2.1 整流部分设计计算 (5)1.2.2 逆变部分设计计算 (6)2. 控制系统设计 (7)2.1 SPWM控制原理 (7)2.2 PI调节器的设计 (10)2.3 控制电路的设计 (10)3.驱动电路设计 (10)4.MATLAB仿真设计 (11)4.1 MATLAB简介 (11)4.2 CVCF正弦波逆变电源电路 (12)4.3 仿真结果及分析 (12)总结 (15)参考文献 (16)恒压恒频正弦波逆变电源（50V,500W）设计摘要现代电路中，恒压恒频逆变电源有着广泛的应用。

本文就设计一个恒压恒频正弦逆波变电源展开。

将输入为220V/50HZ的单相交流电进行AC-DA-AC的变换。

通过对主电路，控制系统，驱动电路和辅助电源的设计，达到一个满足设计要求的输出为50V,功率为500W的恒压恒频电源恒压恒频电源的设计。

并且设计完成后，将电路用MATLAB进行仿真，观察仿真结果。

通过仿真结果和理论比较，进一步验证设计的正确性。

关键词：整流逆变 SPWM调制1.主电路设计1.1 主电路原理由于输入为单相交流电源，输出也为单相交流电源。

所以主电路应该包括AC-DC，DC-AC两部分。

1.1.1 AC-DC原理分析本文的整流电路部分采用桥式整流电路。

现将其电路图及其工作原理介绍如下。

桥式整流电路原理图如图1-1所示。

桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。

图1-1桥式整流电路图桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。