(完整word版)单相电压型全桥逆变电路设计
(完整word版)IGBT单相全桥无源逆变电路课程设计
(完整word版)IGBT单相全桥无源逆变电路课程设计南京工程学院课程设计说明书（论文)题目IGBT单相全桥无源逆变电路设计课程名称电力电子技术院系电力工程学院专业智能建筑电气班级学生姓名学号设计地点指导教师(完整word版)IGBT单相全桥无源逆变电路课程设计设计起止时间2010年12月27日至2011年1月7日目录课程设计任务书 (2)概述 (5)摘要 (5)1设计条件 (5)1。
1 技术指标和设计要求 (5)2 单相全桥逆变电路的设计 (6)2。
1主电路及工作原理 (6)2.2 负载端输出电压电流波形图 (6)2。
3 换流方式 (7)2.4 逆变电路的主要特点 (7)3 主电路各器件的参数 (8)3.1 电压源参数 (8)3.2 电阻参数 (8)3。
3 IGBT的选择及注意事项 (8)3。
4 功率二极管的参数 (9)3。
5 脉冲参数 (9)4 触发电路的设计 (10)5 保护电路的设计 (10)5.1 过电压保护 (11)5.2 过电流保护 (12)6 Matlab仿真电路 (12)7总结 (14)8心得体会 (14)参考文献 (15)5．课程设计进度安排起止日期工作内容2010年12月27 日－12月29日12 月30日－1 月6 日1 月7 日－1 月9 日老师讲解有关课程设计的课题选择，设计思路自己通过上网查找与所选课题相关的一些资料完成住电路设计，器件选择，计算分析，得到仿真波形，对波形进行分析老师验收实验结果,完成课程设计报告6．成绩考核办法教研室审查意见：教研室主任签字:年月日概述电力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.因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。
电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。
电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。
单相全桥电压型逆变电路
单相全桥电压型逆变电路单相全桥电压型逆变电路是一种常用的电力电子变换器，它能将直流电源转换为交流电源，广泛应用于各种电力供应系统和电力调节系统中。
本文将对单相全桥电压型逆变电路的工作原理、优缺点以及应用领域进行详细介绍。
一、工作原理单相全桥电压型逆变电路由四个开关管和相应的控制电路组成。
开关管分别为Q1、Q2、Q3和Q4，通过适当的控制，可以实现对开关管的导通和关断。
在工作过程中，当Q1和Q4导通，Q2和Q3关断时，直流电源的正极连接到电路的A相，负极连接到电路的B 相，此时输出的是正半周的交流电压。
当Q1和Q4关断，Q2和Q3导通时，正负极的连接情况反转，输出的是负半周的交流电压。
通过不断交替导通和关断，可以在输出端获得一段完整的交流电压波形。
二、优缺点单相全桥电压型逆变电路具有以下优点：1. 输出电压稳定：由于采用全桥结构，能够有效地消除直流电源的波动和噪声，输出电压稳定可靠。
2. 输出功率大：全桥结构能够充分利用电源能量，输出功率相对较大。
3. 输出电压可调：通过控制开关管的导通和关断时间，可以实现对输出电压的调节，满足不同需求。
4. 抗干扰能力强：逆变电路可有效抑制外界干扰信号，提高系统的抗干扰能力。
然而，单相全桥电压型逆变电路也存在一些缺点：1. 成本较高：由于需要四个开关管，控制电路和保护电路等，相对于其他逆变电路而言，成本较高。
2. 效率较低：由于开关管的导通和关断需要一定的时间，逆变过程中会产生一定的开关损耗，导致转换效率有所降低。
三、应用领域单相全桥电压型逆变电路具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 电力供应系统：逆变电路可以将直流电源转换为交流电源，用于电力供应系统中的电压和频率调节，满足不同负载的需求。
2. 电动机控制：逆变电路可将直流电源转换为交流电源，用于电动机的控制和驱动，实现电机的速度调节和方向控制等功能。
3. 新能源应用：逆变电路可以将太阳能、风能等新能源转换为交流电源，供应给家庭、工厂等用电设备。
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流电(DC/AC)的过程。
当把转换后的交流电直接回送电网，即交流侧接入交流电源时，称为有源逆变；而当把转换后的交流电直接供给负载时，则称为无源逆变。
通常所讲的逆变电路，若不加说明，一般都是指无源逆变电路。
1. 电压型逆变器的原理图当开关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的波形如图7.4(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t(b)(a)u ot3t2t1i ou oZu oi oU d_+S3S2S4S1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它共有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U d来实现。
输出电压定量分析u o成傅里叶级数基波幅值基波有效值⎪⎭⎫⎝⎛+++=tttUuωωωπ5sin513sin31sin4doddo1m27.14UUU==πdd1o9.022UUU==π当u o为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变U d 来实现可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。
各栅极信号为180º正偏，180º反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q ( 0<q <180º)，T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180º-q，uo成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值。
3MATLAB 仿真Simulink组建电路模型及实验结果电压型全桥逆变电路结构图：阻感性质下的仿真：T1 T4的脉冲信号：T2 T3的脉冲信号：带电阻情况下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的波形分析：在直流电源电压Vd一定时，输出电压的基波大小不可控，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。
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。
(完整word版)单相桥式全控整流电路的设计
目录1 设计方案及原理 (1)原理方框图 (1)主电路的设计 (1)主电路原理说明 (2)整流电路参数的计算 (2)2 元器件的选择 (3)晶闸管的选用 (3)变压器的选用 (4)3 触发电路的设计 (4)对触发电路的要求 (4)3.2 KJ004 集成触发器 (4)4 保护电路的设计 (5)过电压保护 (6)过电压保护 (6)过电流保护 (7)电流上涨率 di/dt 的克制 (7)4.1.4 电压上涨率 du/dt 的克制 (7)5 仿真剖析与调试 (8)成立仿真模型 (8)仿真结果剖析 (9)心得领会 . (11)参照文件 . (12)附录 . ...................................................... 错误！不决义书签。
单相桥式全控整流电路的设计1设计方案及原理1.1 原理方框图系统原理方框图如1-1 所示：触发电路保护电路驱动电路整流主电路负载图 1-1系统原理方框图1.2 主电路的设计主电路原理图以下列图1-2 所示：图 1-2单相桥式全控整流电路原理图1.3 主电路原理说明在电源电压 u2 正半周时期， VT1、VT4 蒙受正向电压，若在触发角 α 处给 VT1、VT4加触发脉冲， VT1、VT4导通，电流从电源 a 端经 VT1、负载、 VT4流回电源 b 端。
当 u2 过零时，流经晶闸管的电流也降到零， VT1和 VT4关断。
在电源电压 u2 负半周时期，仍在触发延缓角 α 处触发 VT2和 VT3， VT2 和 VT3导通，电流从电源 b 端流出，经过 VT3、 R 、 VT2流回电源 a 端。
到 u2 过零时，电流又降为零， VT2 和 VT3 关断。
今后又是 VT1和 VT4导通，这样循环的工作下去。
该电路的移向范围是0―π。
此外，因为该整流电路带的是反电动势负载，因此不是正半轴的随意时辰都能开通晶闸管的，要开通晶闸管一定在沟通电刹时价大于E 的时候去触发。
单相电压型全桥逆变电路设计
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。
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。
2.2电压型单相全桥逆变电路 -Si \ S 計+ i o Z-Ud —1_- S 2\ U o S4 J• 1 iH A原理框图(b)它共有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U d来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。
(完整word版)单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂，桥臂1和4为一对，桥臂2和3为另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πOONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2⎪⎭⎫⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d ouo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u i o u o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度• 各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补• V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后θ ( 0<θ <180°)• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1VD 3VD 4采用移相方式调节逆变电路的输出电压u u u u i o u o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U du u u u i o u o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。
单向全桥逆变器的设计
单向全桥逆变器的设计设计参数：1、输入额定电压Ui= 380V2、输出电压Uo=220V AC3、频率：f=50Hz4、输出功率P=500VA设计步骤：1、 滤波电容C 的设计02sin ωϕorms U P C =通常ϕsin <0.5 所以F C μπ45.165022205.05002=⨯⨯⨯=所以取C 为20F μ2、 滤波电感的设计滤波电容电流的有效值：A CU orm s 38.122020502I crms =⨯⨯⨯==μπω负载电流有效值：A U P I orms orms 27.2==阻型负载时电感电流最大，因而电感电流有效值为：A I I I orms crms Lrms 67.222=+=考虑电感电流脉动，滤波电感电流峰值为：A I I Lrm s L 53.42%)201(max =+=通过一系列公式计算得到mH L mH 5.1531.0〈〈，具体值的大小要由仿真确定。
最后通过仿真选定滤波电感为H μ800。
磁芯材料选用铁氧体LP3，磁芯形状选用EE 形。
通过公式341max ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙=K I B LIsp AP FL 可以计算得出磁芯的尺寸为41.08cm采用EE50/22/15磁芯，磁芯参数为：mm l mm Ve mm Ae e 8.95,21600,226 32===磁芯具体尺寸为A=50.0mm,B=21.55mm,C= 14.6mm,D= 14.8mm,E= 34.2mm,F= 13.1mm线圈匝数的计算 根据公式210max Im -⨯∆∆=Ae B ax L N cm ,--尺寸uH L 541026.2035.0534.08002=⨯⨯⨯=-N 实取60匝。
计算达到所需电感量的气隙长度高磁导率磁芯材料只能储存很少的能量，而电感是一个储能装置，为了有效的储存能量和把能量返回到电路中去，由气隙储能公式：22220VH B V dB BV W Bm μμμ===⎰ 可知，在磁芯不饱和的情况下，磁导率不能太高，也不能太小，因此，可以在高磁导率的磁芯中串联一个非磁气隙，用来调整有效磁导率。
电压型单相全桥逆变电路
电压型单相全桥逆变电路(1) 介绍单相全桥逆变电路，也称为半桥逆变电路，是一种基于一个正弦波源和一种特定的桥接结构，以及装有晶体管或管器的电路，用来将电动机或机器的交流电源驱动至输出。
该电路通过控制其中的电流，可以改变功率、频率、电压这些特征。
(2) 电路原理单相全桥逆变电路具有一个正弦波源和一种特定的桥接结构。
该桥接结构是由4 个MOSFET晶体管或管器组成的，它们可以在30°的激励周期内在正常工作时交替开启，这将会使输出的单相桥路上的电压发生切换，因此可以得到一个正弦波脉冲输出，从而能够驱动负载的电机。
(3) 优点1. 单相全桥逆变电路具有低成本、易于维护以及精度高的优点，能够根据需要快速调节输出电压，可以超调电压使功率达到最高；2. 此类电路可以存储有限的能量，在整个操作中基本没有损失；3. 其具有灵敏控制功能，可以有效控制输入电压频率和电压；4. 它可以允许电压和电流在负载范围内自由切换，可以在有限的时间内进行快速调整；5. 此类电路结构简单，对交叉导体的影响小，能够有效抗干扰。
1. 单相全桥逆变电路的控制精度不是很高，受到电源供应和负载的影响较大；2. 结构复杂，由于其中使用的介质晶体管的开关特性，在工作过程中有时会发生失控现象；3. 高压噪声也会影响电路性能；4. 高压及电压脉宽比较窄，且控制精度不如高压直流调节电路高。
(5) 结论单相全桥逆变电路相对于传统单相变换电路，友好的结构，低成本，易于维护以及高能量转换效率的优点在很多应用中备受青睐。
但其较窄的脉冲宽度和较低的控制精度也被忽视不计。
因此，对于不同的应用，要充分考虑单相全桥逆变电路的优点和缺点，以便选择最合适的解决方案。
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：。
电压型单相全桥逆变电路工作原理
电压型单相全桥逆变电路工作原理引言电压型单相全桥逆变电路是一种常见的电力电子器件，广泛应用于交流电源、UP S电源和电力传输等领域。
本文将介绍该电路的工作原理及其相关知识。
1.电压型单相全桥逆变电路概述电压型单相全桥逆变电路是一种将直流电源转换为交流电源的电路，其主要由四个功率开关管（IG B T或MO S FET）、变压器和滤波电容组成。
它通过逆变操作，将直流电压转换为交流电压，并通过滤波电容将输出电压平滑化。
该电路能够提供高质量的交流电源输出，并且具有较高的效率。
2.电路结构电压型单相全桥逆变电路的基本结构如下图所示：+------------++-----------+|逆变桥|||+------------++-----------+其中，V in为输入直流电压，Vo ut为输出交流电压，逆变电路为四个功率开关管构成的全桥电路。
3.工作原理电压型单相全桥逆变电路的工作原理如下：正半波过程-：当Vi n为正电压时，I GB T1和IG BT4导通，IG B T2和I G BT3关闭，电路呈现如下情况：+------------++-----------+|正半桥|||+------------++-----------+V i n通过二极管D1和D3将正半边电源分配给滤波电容，使V ou t为正交流电压。
负半波过程-：当Vi n为负电压时，I GB T1和IG BT4关闭，IG B T2和I G BT3导通，电路呈现如下情况：+------------++-----------+|负半桥|||+------------++-----------+V i n通过二极管D2和D4将负半边电源分配给滤波电容，使V ou t为负交流电压。
通过正负半波过程的交替工作，电压型单相全桥逆变电路能够稳定地输出交流电压。
4.特点与应用电压型单相全桥逆变电路具有以下特点和应用：特点-：-稳定的输出：通过滤波电容的作用，输出电压纹波较小，电压稳定。
单相桥式逆变电路的设计
单相桥式逆变电路的设计单相桥式逆变电路是一种常见的电路，用于将直流电转换为交流电。
它广泛应用于工业、交通、通信和家庭等领域，具有功率大、效率高等优点。
在设计单相桥式逆变电路时，需要考虑电路的拓扑结构、元器件的选择、控制策略等方面。
本文将详细介绍单相桥式逆变电路的设计。
1.电路拓扑结构2.元器件的选择在单相桥式逆变电路中，关键元器件包括开关管、二极管、滤波电感和电容。
开关管是控制电流的关键元器件，常用的有MOSFET和IGBT。
MOSFET具有开关速度快、损耗小等优点，适合低功率应用；IGBT具有高电压承受能力、大电流控制能力等优点，适合高功率应用。
二极管的选择应具有快速恢复、低压降等特性。
滤波电感和电容的选择应根据输出功率和输出电压波形等要求。
3.控制策略单相桥式逆变电路的控制策略包括PWM控制和SPWM控制两种。
PWM控制是通过调整开关管的导通和关断时间比例来控制输出的电压和频率。
相比较而言，SPWM控制更加精确，可以实现较低的谐波含量和更好的输出波形质量。
SPWM控制的关键问题是如何生成合适的三角波和调制信号。
在SPWM控制中，三角波的频率应大于逆变电路输出信号的频率，可以通过运放和RC电路以及振荡电路实现。
调制信号可以通过微控制器生成，也可以通过模拟电路生成。
4.保护措施单相桥式逆变电路在运行过程中可能会出现电流过大、过压、过温等问题，为了确保电路和元器件的安全可靠，需要采取适当的保护措施。
常见的保护措施包括：过流保护、过温保护、过压保护、短路保护等。
这些保护措施可以通过电流传感器、温度传感器和电压传感器等元器件来实现。
5.实际应用总结：单相桥式逆变电路是一种常见的电路，具有功率大、效率高等优点。
在设计单相桥式逆变电路时，需要考虑电路拓扑结构、元器件的选择、控制策略和保护措施等方面。
电路的设计需要根据具体的应用需求进行，以实现最佳的性能和可靠性。
(完整word版)单相PWM逆变电路设计
电力电子技术课程设计题目：单相PWM逆变电路设计姓名：学号：院系：班级：指导老师：日期：目录一前言1.1 电力电子简介 (2)1.2 课题目的 (3)1.3 课题内容及要求 (3)1.4 课题意义 (3)二单相桥式逆变电路2.1 电压型逆变电路 (4)2.2 电流型逆变电路 (6)三单相桥式PWM逆变主电路设计3.1 逆变控制电路的设计 (9)3.2 正弦波输出变压变频电源调制方式 (11)3. 3种调制方式下逆变器输出电压谐波分析 (13)四驱动和保护电路的设计4.1 过电流保护 (14)4.2 驱动电路的设计 (14)五使用的元件 (16)六仿真实验 (19)七心得体会 (24)八参考文献 (24)一前言1.1 电力电子简介随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。
目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。
IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。
它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。
尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外绝缘材料的缺陷也是一个问题。
在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。
(完整word版)单相桥式pwm逆变电路
单相桥式PWM逆变电路发布: 2011-9-6 | 作者: —— | 来源:luliangchao| 查看: 473次| 用户关注：单相桥式PWM逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。
V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud。
V4关断V3开通后，io从V3单相桥式PWM逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud 。
V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。
V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。
uo总可得到Ud和零两种电平。
单相桥式PWM逆变器电路图原理分析继上篇文章的介绍，本章我们将着重单相桥式逆变器电路图。
从原理上剖析该逆变电路的工作流程，让广大电子爱好者能得到帮助和启示，下面我们详细讲述这一原理。
图1是采用电力晶体管作为开关器件的电压型单相桥式逆变电路，设负载为电感性，对各晶体管的控制按下面的规律进行：在正半周期，让晶体管V1一直保持导通，而让晶体管V4交替通断。
当天V1和V4导通时，负载上所加的电压为直流电源电压Ud 。
当V1导通而使V4关断后，由于电感性负载中的电流不能突变，负载电流将通过二极管VD3续流，负载上所加电压为零。
完整word版单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理+VD3VD4-电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂，桥臂1和4为一对，桥臂2和3为另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°电压型全桥逆变电路输出电压uo的波形和半桥电路的波形uo形状相同，也是矩型波，但幅值高出一倍，Um=Ud输出电流io波形和半桥电路的io形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间．uo U m U-m i o O ON VDVDVDVD2211单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的，对电压波形进行定量分析将幅值为Uo的矩形波 uo展开成傅里叶级数，得U411?????d sin5?sint?sin3tt?u???o?53?? Uo1分别为和基波有效值其中基波幅值Uo1m U4d U.27?U?1 do1m?U22d U9??0U.do1?Ud /2换成ud上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的．要改变输出电压有效值只能通过改变输出直°的脉冲时，uo为正负电压各为180 来实现流电压Ud采用移相方式调节逆变电路的输出电压?实际就是调节输出电压脉冲的宽度°正偏，180各IGBT栅极信号为栅极信号互V°反偏，且V和18021+?o C V U后落比V极信号不VV栅极信号互补V和V补，3143VDVD31iLR是的基13d uV o2VDVD?0<( 是只落后180°，而42V4-??)<180°?V VV、、V的栅极信号分别比1342IGBT栅极信号uG1~uG4及输出电压uo各、输出电流io的波形t u u导通，输出电压和V时刻前Vo411G1O t为u u dt时刻V和V栅极信号反向，V截u?4143G3O t u不能立即导V不能突变，G2O t止，因i3o G4O t u同和VD导通续流，因通，VDVu331o ii o t oo3Ot时导通，所以输出电压为零t t21uG1截止，栅极信号反向，V时刻tV和V1122O t u VVD和不能立即导通，VD导通续流，G2322Ou U-构成电流通道，输出电压为d u VD和VD到负载电流过零开始反向，32 - U u仍为开始导通，截止，V和V u d23ou o ii o t oo3Ott t21t和时刻VV栅极信号再次反向，u433G1O t VVD不能立刻导通，截止，V443u G2O t导通续流，u再次为零o u G3O t的正负脉冲宽度各u输出电压o u G4O，可调节输出电，改变θ为θt u u o ii o t oo压3Ott t21。
单相桥式逆变电路课程设计
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 circuitis 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11 1.11 1.22 1.32 23 2.132.1.132.1.23 2.232.2.132.2.24 2.34 2.45 373.173.1.173.1.273.1.38 3.283.2.183.2.283.2.39 3.393.3.193.3.29 4114.1MATLAB11 4.213 4.31618 19 211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。
(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。
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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。
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。
(b)(a)u o2.2电压型单相全桥逆变电路它共有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U d来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。
各栅极信号为180º正偏，180º反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q ( 0<q <180º)，T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180º-q，uo成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值。
第三章仿真概念及其原理简述3.1 系统仿真概述1、基本概念所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
2、系统仿真的实质(1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。
尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。
(2)仿真是一种人为的试验手段。
它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映像的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。
这是仿真的主要功能。
3、系统仿真的作用(1)仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。
尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。
(2)对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。
(3)通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。
(4)通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决。
4、系统仿真的方法系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。
由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型有很大差别，所以系统仿真方法基本上分为两大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。
在以上两类基本方法的基础上，还有一些用于系统(特别是社会经济和管理系统)系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用DYNAMO统的仿真实验，从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。
3.2 整流电路的概述整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
3.3 有源逆变的概述逆变与整流相对应，直流电变成交流电。
交流侧接电网，为有源逆变。
交流侧接负载，为无源逆变。
有源逆变的条件：负载侧存在一个直流电源E，由他提供能量，其电势极性与变流器的整流电压相反，对晶闸管为正向偏置电压；变流器在起直流侧输出应有一个与原整流电压相反的逆变电压U，其平均值U<E，以吸收能量，并将其能量馈送给交流电源。
逆变电路的分类，根据直流侧的电源的性质不同，直流侧是电流源，电流型逆变电路，又称为电流型逆变电路；电压型逆变电路，输出电压是矩形波，电流型逆变电路输出电流是矩形波。
电压型逆变电路的特点：输出电流波形随负载而变；只有单方向传递功率的功能；故障电流较难抑制。
3.4逆变失败原因及消除方法有源逆变失败（逆变颠覆）是指逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流。
防止逆变失败的方法：采用精确可靠的触发电路，使用性能比较好的的晶闸管，保证交流电源的质量，流出足够的逆变角等。
第四章参数计算由题意得U2=50V β=35。
P=200W E = -70VU d=0.9U2cos（π-β）=0.9×50×cos145。
= -36.86 V ·······①I d=（U d-E）/R ··········································②P=|EI d|-I d2R············································③联立①、②、③得R = 6.199 ΩI d = 5.35A晶闸管原件的额定电压为2U2=70.71V,取2～3倍的安全储备电压，并考虑晶闸管额定电压系取200V.晶闸管元件额定电压IT：由查表得K f=I VT/I d =2/2，I T=K f I d/1.57=2.41A取2倍电流安全储备并考虑晶闸管原件额定电流系列取5 A.4.1实验电路原理及结果图实验原理图单相桥式有源逆变原理图说明：负载侧存在一个直流电源E=70V，由他提供能量，其电势极性与单相桥式的整流电压相反，对晶闸管为正向偏置电压；在前半个周期延迟角为135度时，D1,D3导通，后半个周期D2,D4导通，如此循环，单相桥式在直流侧输出有一个与原整流电压相反的逆变电压U d=36.86V，其平均值U d<E，以吸收能量，并将其能量馈送给交流电源，从而实现单相桥式的有源逆变。
晶闸管1和3门极触发电源参数晶闸管2和4门极触发电源参数触发电路的原理：为简便起见，我们采用了脉冲信号发生器作为晶闸管的触发信号，其参数设定如上两图所示，其中1、3和2、4的参数只有延迟时间不同，相差半个周期，这样就使得两组晶闸管不同时触发，最重要的是脉冲信号发生器的频率和交流电源的频率相同，从而使得电路逆变的顺利进行晶闸管触发电源的输出波形U d波形图晶闸管1、2、3、4两端的电压波形相同，1、3的波形与2、4的波形相差半个周期。
流过晶闸管电流及其两端电压第五章心得与总结本次电力电子课程设计以单相全控桥式整流及有源逆变电路为研究对象，对其原理做了很深入的理解。
通过本次课程设计暴露出了我在平时学习电力电子技术这门课程中存在的问题。
首先在学习中只局限于课本知识，没有去探索新知识，至使在本次课程设计中出现当拿到课题后毫无头绪，无从下手的问题；其次，在学习了电力电子这门学科后，没能很好的将本学科中的知识互相联系，也没能将本学科和模拟电子技术、数字电子技术等学科相互联系，造成了在设计触发电路时遇到很大的困难，最终在老师的指导下才选择了直接使用信号源作为触发源这一简便的方法；最后，缺少实际的操作，忽视了电力电子技术主要在于应用这一点，在设计时由于缺少实践经验，对参数的估算以及各元件参数的设定都走了很多弯路。
本次的课程设计需要查询大量的资料，通过本次设计，明白了不是任何东西都能在网络中轻易得到，还是需要自己的耐心寻找和筛选的。
同时在设计的过程使我对于《Multisim》这款软件从最开始的了解到后来能够简单操作。
通过本次课程设计使我们明白了当面对实际的电力电子技术方面问题时，要能够将自己的理论知识与其结合起来，以及如何将其相互联系从而解决问题的方法，对以后的学习有了更好的指导。
参考文献1、樊立萍，王忠庆.电力电子技术.北京:北京大学出版社,20062、王兆安,黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社,20053、童诗白.模拟电子技术.北京:清华大学出版社, 20014、阎石.数字电子技术.北京:清华大学出版社, 19985、邱关源.电路.北京：高等教育出版社，1999。