逆变电源的设计
专 业 电子信息工程
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指导教师
二Ｏ一一年 12月 30日
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
逆变电源是一种采用电力电子技术、控制技术进行电能转换的电力装置，它可将输入的12V
或24V等直流电转换成220V/50Hz交流电或其它类型的交流电，它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。
目前世界各国电源标准并不统一，各种新兴的能源形式也不断出现，逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，在太阳能及风能发电领域，逆变电源有着不可替代的作用。有了逆变电源，就可利用直流电(蓄电池、开关电源、燃料电池等)转换成交流电为电器提供稳定可靠得用电保障，如笔记本电脑、手机、手持PC、数码相机以及各类仪器等、小型逆变电源还可利用汽车、轮船、便携供电设备，在野外提供交流电源。逆变电源的研制将带来可观的经济效益和社会效益。
逆变技术的原理早在1931年就有人研究过。从1948年美国西屋电气公司研制出第一台3kHZ感应加热逆变器至今已有近60年历史了，而晶闸管SCR的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件，到了20世纪70年代，可关断晶闸管(GTO)、电力晶闸管(BJT)的问世使得逆变技术得到发展应用。到了20世纪80年代，功率场效应管(MOSFET)绝缘栅极晶体管(IGBT)、MOS控制晶闸管(MCT)以及静电感应功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础，因此电力电子器件的发展为逆变技术高频化、大容量化创造了条件。进入20
世纪80年代后，逆变技术开始从应用低速器件、低开关频率逐渐向采用高速器件、提高开关频率的方向发展，使逆变器体积进一步减小，效率进一步提高，正弦波逆变器的品质指标也得到很大提高。
而微电子技术的发展又为逆变技术的实用化建立了很好的平台，传统的逆变器需要通过许多的分立元件或模拟集成电路加以完成。随着逆变技术复杂程度的增加，所需处理的信息量越来越大，而微处理器的诞生正好满足了逆变技术的发展要求，从8位的带有PWM口的微处理器到单片机，发展到今天的32位DSP器件，使先进的控制技术如矢量控制技术、模糊控制等在逆变领域得到较好的应用。
总之，逆变技术的发展是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展的，进入21世纪，逆变技术正向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的方向发展。而逆变电源是光伏发电系统中的重要组成部分，逆变电源的性质决定了光伏发电系统输出电能的质量。随着逆变电源的类型的增多和控制技术的不断发展，使得光伏发电系统可以应用到与国民生产和日常生活相关的各个领域。
1.2 国内研究水平以及发展趋势
近年来，现代逆变技术主要朝着高频化、模块化、数字化、绿化以及并机技术的趋势发展。而目前我国国内的逆变电源按变换方式主要采用工频变换。工频变换逆变电源是先产生50HZ交流信号，然后利用工频升压器产生220V交流电。这种逆变器结构简单，工作可靠，但这种逆变器体积大、笨重、噪音大、价格高、效率方面也有待进一步提高。高频变换逆变电源是通过高频DC-DC变换技术，先将低压直流变为高频低压直流，经过高频变压器升压后再整流成高压直流，对其再进行正弦变换，即可得到220V/ 50Hz正弦波交流电。虽然这种逆变器控制环节较多，电路复杂，但是因为采用了高频变换，因而体积小、重量轻、噪音小、效率高，是目前可再生能源发电系统中首选产品。
1.3 论文主要研究的的内容以及目标
本课题主要是研究逆变技术，通过给定输入的直流电转化为能带动额定负载的交流电输出，并以此为基础利用Matlab与DSP混合编程研究单相逆变电源的仿真，并将做出相应的参数辨别曲线，做出估算及计算精度。
洗面奶怎么用主要涉及到的问题包括以下几个方面：
1、确定系统的总体结构；
2、建立逆变电源主要部件的数学模型；
3、如何实现逆变系统的PWM控制；
花骏纶4、了解Matlab与Simulink软件的使用方法、编程以及仿真方法；
5、用Matlab对逆变系统进行仿真。
第二章 独立逆变电源的系统分析
逆变技术是在电力电子技术中最主要、最核心的技术，它主要应用于各种逆变电源、变频电源、开关电源、UPS电源、交流稳压电源、电力系统的无功补偿、电力有源滤波器、变频调整器、电动汽车、电气火车、燃料电池静置式发电站等。本章将对独立逆变系统的整体结构进行分析和比较，对独立逆变电源的控制和结构进行分析和简化并对其进行参数整定。
2.1 逆变技术的分类
现代的逆变技术种类很多，可以按照不同的形式进行分类，主要有如下几种：
1、按逆变器输出交流的频率，可分为工频逆变(50~60Hz )、中频逆变(400Hz到十几KHz)、高频逆变(十几KHz到几MHz)。
2、按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
3、按输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
托奶天王李炜4、按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
5、按逆变主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变、晶体管逆变、场效应管逆变、IGBT逆变等等。
6、按输出稳定的参量，可分为电压型逆变和电流型逆变。
陈玉莲现状7、按输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变和非正弦波输出逆变。
8、按控制方式，可分为调频式(PFM)逆变和调脉宽式(PWM)逆变。
9、按逆变开关电路的工作方式，可分为谐振式逆变、定频硬开关式逆变和定频软开关式逆变。
2.2 独立逆变系统结构的比较
目前常见的逆变系统结果主要有一下三种：
2.2.1 工频变压器形式电路
即单结构（DC-AC），如图2-1所示，先将电流电压转换成有效值相同的交流电压，再由工频变压器将所得的交流电压升到预期的额定交流电压（比如220V）。工频变压器形式电路的工作效率一般可以达到90%以上，可靠性高、抗输出短路的能力强。但是采用工频变压器造成体积庞大，所以质量较大，价格也比较昂贵，而且响应速度慢、波形畸变严重、带非线性负载的能力比较差。
广州花鸟市场图2-1 工频变压器形式
刘烨出演的电视剧2.2.2 高频变压器形式电路
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