【正文】 換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流[4]。(3) 直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。單相電流型逆變電路：(1) 直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源。電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路—電流型逆變電路。)，VV4的柵極信號(hào)分別比VV1的前移180186。反偏，且V1和V2互補(bǔ)，V3和V4互補(bǔ)關(guān)系不變。各柵極信號(hào)為180186。（b）。輸出電壓定量分析uo成傅里葉級(jí)數(shù) （）基波幅值 （）基波有效值 （）uo為正負(fù)各180186。半橋電路的uo，幅值高出一倍Um=Ud。1和4一對，2和3另一對，成對橋臂同時(shí)導(dǎo)通，交替各導(dǎo)通180176。單相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合。 半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路簡單，使用器件少。V1和V2柵極信號(hào)各半周正偏、半周反偏，互補(bǔ)。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。PWM逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實(shí)用的幾乎都是電壓型。 PWM逆變電路及控制方法目前中小功率的逆變電路幾乎都采用PWM技術(shù)。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。 沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形下面分析用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個(gè)正弦半波。用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個(gè)正弦半波，正弦半波N等分，看成N個(gè)相連的脈沖序列，寬度相等，但幅值不等；用矩形脈沖代替，等幅，不等寬，中點(diǎn)重合，面積（沖量）相等，寬度按正弦規(guī)律變化。如果周期性地施加上述脈沖，則響應(yīng)i(t)也是周期性的。 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖從波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。 面積等效原理（RL電路）上。效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。 雙極性PWM控制原理方式?jīng)_量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。三角波載波在半個(gè)周期內(nèi)的方向只在一個(gè)方向變化，所得到的PWM波形也只在一個(gè)方向變化的控制方式稱為單極性PWM控制方式。通常采用等腰三角形作為載波，因?yàn)榈妊切紊舷聦挾扰c高度成線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個(gè)平緩變化的調(diào)制信號(hào)波形相交時(shí)，如在交點(diǎn)時(shí)刻控制電路中開關(guān)器件的通斷，就可以得到寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，這正好符合PWM控制的要求。 PWM控制的基本原理示意圖但是，這種計(jì)算是很繁瑣的，正弦波的頻率、幅值變化時(shí)，結(jié)果都要變化。以上介紹的是PWM控制的基本原理，按照上述原理，在給出了正弦波頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)后，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準(zhǔn)確計(jì)算出來。根據(jù)沖量相等效果相同的原理PWM波形和正弦半波是等效的。這就是PWM波形。這些脈沖寬度相等，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。 a) b) c) d) 形狀不同而沖量相同的脈沖各種脈沖上述結(jié)論是PWM控制的重要理論基礎(chǔ)。脈沖越窄，其輸出的差異越小。如把各輸出波形用傅式變換分析，則其低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。沖量即指窄脈沖的面積。其中，直流升壓電路和交流逆變電路是研究的核心。通過實(shí)驗(yàn)及仿真證明了該逆變電源的可行性。控制電路由IR2110芯片產(chǎn)生PWM對主電路進(jìn)行控制。本文所研制的逆變電源就是針對上述場合而設(shè)計(jì)的。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)觀察，在嚴(yán)重失真時(shí)，電壓會(huì)出現(xiàn)正負(fù)半波不對稱、波形嚴(yán)重畸變，頻率也會(huì)發(fā)生變化。在鐵路、冶金等行業(yè)尤為明顯。然而各種電力電子設(shè)備和裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通、家庭中的廣泛應(yīng)用，會(huì)產(chǎn)生大量諧波。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)保證，這也將是現(xiàn)代電源發(fā)展的必然結(jié)果?？傊S著電子電源的集成化、模塊化、智能化的發(fā)展和電力電子器件的高性能化、拓?fù)潆娐防碚摰膭?chuàng)新、現(xiàn)代控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用及其實(shí)現(xiàn)的手段的先進(jìn)性，現(xiàn)代電源的設(shè)計(jì)及分析工具得以進(jìn)一步完善。PWM型開關(guān)電源所使用的變換器均是在高壓大電流情況下強(qiáng)制關(guān)斷，隨著電子設(shè)備工作頻率的不斷提高，這種變換器在開關(guān)瞬間需耗大量功率，而且，電壓、電流在開關(guān)時(shí)尖峰過大，還需要在開關(guān)器件以及高頻變壓器兩端再加上尖峰吸收電路也消耗一定的功率，為此，現(xiàn)在PWM型電源最佳工作頻率在300kHz以下。開關(guān)電源的控制方式傳統(tǒng)上分為脈沖寬度調(diào)制(PWM)式、脈沖頻率調(diào)制(PFM)式和混合調(diào)制式。這種電源對減小電源的體積和提高可靠性起了很大作用。為了消除這一缺點(diǎn)，后來采用了預(yù)調(diào)節(jié)方式。開關(guān)電源較老式直流電源具有體積小，功率密度高(單位體積輸出功率)等優(yōu)點(diǎn)。而近年來我國在電子控制的焊接電源研究方面取得了一定的成就，使得電子焊接電源從效率、節(jié)能和可控性能上都取得了滿意的效果，電子焊機(jī)的體積、重量不斷減小。其中我國在中、小功率變頻電源的研制方面取得了一定的成就，但由于受到電子元器件的限制，在大功率變頻電源的研制和生產(chǎn)上還無法和國外發(fā)達(dá)國家相比。這是第三代、第四代交流電源的發(fā)展方向。為了解決高次諧波問題，所采取的對策是使其它設(shè)備不再產(chǎn)生高次諧波。這種線路阻抗成為導(dǎo)致市場電源電壓波形畸變的主要原因，對于連接在同一網(wǎng)側(cè)的其它用電設(shè)備帶來惡劣影響。這種電源改用微處理器替代原來的簡單的控制電路，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理作業(yè)。從80年代后期，隨著各種電器及電子產(chǎn)品中裝備微處理器的品種逐漸增多，此類產(chǎn)品易于受到瞬間停電及電壓波形變化等的影響，造成動(dòng)作差錯(cuò)及數(shù)據(jù)丟失，從而對交流電源提出了更高的要求。 交流穩(wěn)壓電源從交流電源的發(fā)展來看，我國到80年代前期，第一代交流電源主要是以穩(wěn)壓電源為主。近幾年利用電流模式的PWM控制技術(shù)，基本上能解決非線性負(fù)載的響應(yīng)很慢的缺點(diǎn)，使得UPS電源性能不斷提高。但對非線性負(fù)載引起的沖擊響應(yīng)較慢，而且控制環(huán)節(jié)增多使穩(wěn)定性設(shè)計(jì)產(chǎn)生困難。隨著計(jì)算機(jī)等設(shè)備的不斷發(fā)展和日益推廣普及，對UPS電源提出了越來越多的要求，不僅UPS要有很好的靜態(tài)穩(wěn)定性和很快的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，還對UPS的體積和重量提出了更高的要求。現(xiàn)代電源技術(shù)研究總趨勢是交流電源以PWM為主流，不斷提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)近似為l的電源，并向大功率推進(jìn)；直流電源以開關(guān)方式為主流，擴(kuò)大輸出電壓范圍和穩(wěn)定的多路電壓控制；進(jìn)一步提高開關(guān)頻率和進(jìn)一步提高功率密度，提高可靠性，降低電磁干擾和增強(qiáng)抗干擾能力，并使電源模塊朝著超薄型和微型化發(fā)展。進(jìn)入80年代后，現(xiàn)代電源技術(shù)隨著IGBT、功率MOSFET、IPM、MCT等新元器件出現(xiàn)，諧振變流、軟開關(guān)、電路拓?fù)涞刃吕碚摰闹С?，功率因?shù)校正、并聯(lián)均流、有源箝位、微機(jī)監(jiān)控等技術(shù)的應(yīng)用，使現(xiàn)代電源技術(shù)逐漸走向高頻化。隨著電子電源的集成化、模塊化、智能化的發(fā)展，功率集成技術(shù)已模糊了整機(jī)與器件的界限。為了徹底解決現(xiàn)有UPS電源存在的不足和適應(yīng)各類用電設(shè)備的需求，數(shù)控交流穩(wěn)壓電源的研制將是今后的一個(gè)重要的方向。雖然可用瞬時(shí)值電壓反饋的PWM技術(shù)來解決，但此種技術(shù)仍屬于周波內(nèi)響應(yīng)，非線性負(fù)載的沖擊響應(yīng)仍然很慢。UPS電源一般采用PWM技術(shù)，這種技術(shù)在傳統(tǒng)上采用平均值電壓反饋，在線性負(fù)載條件下，顯示出良好的性能。例如PWM技術(shù)在UPS技術(shù)上的應(yīng)用?，F(xiàn)在大量應(yīng)用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。 隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和各行各業(yè)對電氣設(shè)備控制性能要求的提高，逆變技術(shù)在許多領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。另外，從節(jié)約能源，走可持續(xù)發(fā)展道路考慮，太陽能、風(fēng)能、潮汐、地?zé)?、燃料電池等新型能源的開發(fā)應(yīng)用，也已成為高科技研究的熱點(diǎn)。雖然這些領(lǐng)域有相當(dāng)一部分是直接利用市電，但更多領(lǐng)域卻是間接使用市電，換句話說，各個(gè)領(lǐng)域都少不了使用電力電子變換技術(shù)。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。進(jìn)入八十年代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了一股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：逆變技術(shù)，脈沖寬度調(diào)制，場效應(yīng)管，升壓電路Design of Single Phase Inventer Power System Controlled of Pwm AbstractWith the highspeed developing of national economy and the shortage supply of world electrical energy