正弦波逆变器
外文名
控制电路按照逆变器输出的要求,通过一定的控制技术产生一组或者多组脉冲电压,通过驱动电路作用于功率开关管,使功率开关管按照***的次序导通或者关断,最终在主电路输出端得到所需的电压波形。控制电路的作用对于逆变系统至关重要,控制电路的性能直接决定了逆变器输出电压波形的质量。
输出电路
输出电路一般包括输出滤波电路和EMC电路,如果输出为直流电,应在后面加入整流电路。对于隔离输出的逆变器,输出电路前级还应有隔离变压器。根据输出是否需要稳压电路,可将输出电路分为开环和闭环控制,开环系统输出量只由控制电路决定,而闭环系统中输出量还受反馈回路影响,使输出更加稳定。
辅助电源
控制电路与输入输出电路的某些部分或芯片有特定的输入电压要求,辅助电源可满足电路中特定的电压需求。通常情况下辅助电源由一个或几个DC-DC变换器构成,对于交流输入的场合,辅助电源由整流后的电压与DC-DC变换器组合完成。
保护电路
保护电路通常包括输入过压、欠压保护、输出过压、欠压保护、过载保护、过流和短路保护。对于在特定场合工作的逆变器还有其他保护,如在温度很低或者很高的场合需要有温度保护,在某些气压变化的情况下还要有气压保护,在潮湿的环境中要有湿度保护等。
分类
逆变器有许多种分类方法,根据输出波弦性质可分为三类:正弦波逆变器、方波逆变器和梯形波逆变器。正弦波逆变器输出的是正弦波交流电,方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电。
逆变器通常分为电压输入型和电流输入型。与直流斩波器不同的是,其调制脉冲的宽度和正弦波相关,因此输出的电流或电压接近正弦波。由于需要大量的电感元件来模拟电流源,所以电流供给式逆变器很少用于电动汽车驱动。电压输入型逆变器电路结构简单且能进行双向能量转换,所以电动汽车上几乎都采用用这种逆变器。典型三相全桥电压输入型逆变器如右图所示。
根据不同的需要,它的输出波形可以为方波或脉宽调制波形,脉宽调制方案又可以分为正弦PWM、电流滞环PWM、电压空间SVPWM等。逆变器可以采用PWM技术给感应电动机和永磁同步电机输出脉宽凋制波形,合适的方案可以有效抑制谐波,更好地利用直流电压,减少直流电压波动。
原理
逆变器的功能是把直流电转变成交流电,它由逆变桥、SPWM波模块!驱动模块和滤波电路组成,其中SPWM逆变电路是产生***正弦波的关键。SPWM波模块产生一直是研究的热点,SPWM就是脉冲宽度调制技术,也就是占空比可变的脉冲波形,PWM控制技术就是以该结论为理论基础。对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲!来等效地获取所需要的波形, 在进行脉宽调制的时候!如果使脉冲系列的占空比按照正弦规律来安排,则输出电压经过滤波可以得到正弦波形!同时使得负载电流中的谐波成分大为减小,称之为正弦波脉宽调制。