電源逆變器工作原理

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案電源逆變器工作原理直流至直流切換式轉(zhuǎn)換器典型直流至直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的構(gòu)造如圖1所示，其輸入通常為由線電壓整流而得到非調(diào)節(jié)直流電壓，然后再利用切換式直流至直流轉(zhuǎn)換器將此變動(dòng)的直流電壓轉(zhuǎn)換成一調(diào)節(jié)的直流電壓。圖1直流至直流切換式轉(zhuǎn)換器典型直流至直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的構(gòu)造1．降壓式(step-downbuck)轉(zhuǎn)換器。2．升壓式(step-upboost)轉(zhuǎn)換器。3．升降壓式(step-down/step-u電源逆變器工作原理直流至直流切換式轉(zhuǎn)換器典型直流至直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的構(gòu)造如圖1所示，其輸入通常為由線電壓整流

2、而得到非調(diào)節(jié)直流電壓，然后再利用切換式直流至直流轉(zhuǎn)換器將此變動(dòng)的直流電壓轉(zhuǎn)換成一調(diào)節(jié)的直流電壓。圖1直流至直流切換式轉(zhuǎn)換器典型直流至直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的構(gòu)造1．降壓式(step-downbuck)轉(zhuǎn)換器。2．升壓式(step-upboost)轉(zhuǎn)換器。3．升降壓式(step-down/step-upbuck-boost)轉(zhuǎn)換器。4．全橋式轉(zhuǎn)換器。上述四種轉(zhuǎn)換器中，只有降壓式及升壓式是最基本的轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)，升降壓式轉(zhuǎn)換器是此二基本轉(zhuǎn)換器的結(jié)合，而全橋式轉(zhuǎn)換器則是由降壓式轉(zhuǎn)換器衍生而來(lái)。直流至直流轉(zhuǎn)換器的控制直流至直流

3、轉(zhuǎn)換器的作用即是在輸入電壓與輸出負(fù)載變動(dòng)的情況下能夠調(diào)節(jié)輸出電壓為所設(shè)定的位準(zhǔn)。電壓位準(zhǔn)轉(zhuǎn)換之原理可以圖2(a)所示之簡(jiǎn)單電路來(lái)說(shuō)明，由開(kāi)關(guān)導(dǎo)通與截止可得圖2(b)之波形，其中輸出電壓Vo平均值大小Vo與開(kāi)關(guān)之導(dǎo)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案通及截止時(shí)間(ton及toff)有關(guān)。平均輸出電壓大小調(diào)整之最典型的方式是采用脈波寬度調(diào)變法(Pulse-WidthModulation，PWM)，其切換周期Ts(=ton+toff)為固定，由調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間之大小來(lái)改變平均輸出電壓之大小Vo。??A??????????????????

4、?????????????????????????????B?????????????????????????圖2脈波寬度調(diào)變切換控制的方塊圖如圖3(a)所示，開(kāi)關(guān)之切換控制信號(hào)由控制訊號(hào)Vcontrol與周期為Ts之鋸齒波Vst比較而得，控制信號(hào)則由Vo之實(shí)際值與設(shè)定值之誤差放大而得。Vcontrol與Vst比較所得之切換控制信號(hào)的波形如圖3(b)所示。當(dāng)控制訊號(hào)Vst較大時(shí)，則為高準(zhǔn)位信號(hào)，即使開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，反之為低準(zhǔn)位信號(hào)即使開(kāi)關(guān)截止，故開(kāi)關(guān)之切換周期亦為Ts，由以上的原理可知，開(kāi)關(guān)切換之責(zé)任周期(DutyR

5、atio)為精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案D=ton/Ts=Vcontrol/Vst，其中Vst為鋸齒波的振幅。????????????圖3降壓式直流至直流轉(zhuǎn)換器降壓式轉(zhuǎn)換器，顧名思義，其作用為將較高準(zhǔn)位的輸入電壓換成較低準(zhǔn)位的輸出電壓，主要用途為直流電源供應(yīng)器及直流電機(jī)速度控制。圖2(a)所示為提供純電阻性負(fù)載之降壓式轉(zhuǎn)換器，由圖2(b)可知其輸出電壓波形由開(kāi)關(guān)位置決定。平均輸出精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案電壓為???????????????????????圖4???升壓式直流至直流轉(zhuǎn)換器圖5為升壓式轉(zhuǎn)換器電路，主要用途為直流

6、電源供應(yīng)器與直流電動(dòng)機(jī)之再生制動(dòng)(RegenerativeBreaking)。顧名思義，其輸出電壓高過(guò)于其輸入電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，二極管反向偏壓，輸入電能儲(chǔ)存于電感，負(fù)載電能則由電容提供。當(dāng)開(kāi)關(guān)截止時(shí)，負(fù)載吸收輸入及儲(chǔ)存電感中之電能。??????????????圖5圖6所示為電感電流為連續(xù)之穩(wěn)態(tài)工作波形，由穩(wěn)態(tài)下電感電壓一周期之平均值為零可得精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案Vdton?+(Vd?-?Vo)toff?=0等號(hào)兩側(cè)除以Ts，重新整理可得假設(shè)電路無(wú)損失，輸入功率Pd=VdId等于輸出功率Po=VoIo，則????

7、?????????圖6升降壓式直流至直流轉(zhuǎn)換器升降壓式轉(zhuǎn)換器的主要用途為輸入與輸出的極性相反，輸出電壓可以高于或低于輸入電壓的直流電源供應(yīng)器。升降壓式轉(zhuǎn)換器可以由降壓式轉(zhuǎn)換器與升壓式轉(zhuǎn)換式串接而成，穩(wěn)態(tài)下輸入與輸出電壓轉(zhuǎn)換器之比值為二轉(zhuǎn)換器個(gè)別比值之乘積精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案因此變化責(zé)任周期D可使輸出電壓高于或低于輸入電壓。直流至交流切換式逆變器切換式直流至交流(DC/AC)逆變器(Inveter)乃用以將直流電源轉(zhuǎn)換成振幅與頻率均可調(diào)之正弦式交流電源，主要用途為交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)與交流不斷電電源供應(yīng)器。圖7為典型的交

8、流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的逆變器方塊圖，其直流輸入電壓通常由線電壓整流及濾波而得，接著再利用切換式逆變器改變輸出電壓之振幅與頻率，以驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)。切換式逆變器功率之流通通常是由直流至交流，稱為反流模式，但亦可以從交流至直流，稱為整流模式。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案????????????圖7交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的逆變器方塊圖二極管整流器濾波電容切換式逆變器逆變器包括單相及三相，其輸入為直流電壓源者，稱為電壓源逆變