通信电源逆变器

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逆变电路是开关电源和UPS的核心装置，有推挽式、半桥式、全桥式等。下面以全桥式逆变电路为例来讲解它的原理。

图3.38 单相全桥逆变电路原理图

图中为直流输入（可以是电池也可以是整流器的输出）。功率晶体管由基极驱动电路提供激励信号，VT1、VT4和VT2、VT3在分别获得激励信号后，进入轮流导通或截止状态。从而在变压器初级和次级分别产生交流电压和。经过L、C滤波电路的作用使负载取得正弦电压。

1.方波逆变

在一个逆变周期内，前半周期让VT1、VT4导通，VT2、VT3截止，此时变压器初级电流回路为：。

后半周期让VT2、VT3导通，VT1、VT4截止，此时变压器初级电流回路为：。

由此可见，已经变成交流电。设功率晶体管为理想开关（导通时压降为0，截止时电流为0），此时的波形为：

由于变压器不改变波形，故的波形形状与相同。由于是周期性的方波，根据傅里叶级数理论；谐波频率较高，通过LC低通滤波器将其滤除，故最终在获得正弦基波。

    2.SPWM逆变

    在实际电路中对VT1、VT4和VT2、VT3控制常采用正弦调制法。这种方法是通过频率较高的等幅三角波（载波）与可调幅度的50Hz的正弦波组合，通过比较两个信号的关系产生控制信号来控制VT1、VT4和VT2、VT3的轮流导通。这样在变压器初级将产生与正弦波等效的而脉冲宽度不等的矩形波。大家把这样的逆变器称为正弦脉宽调制（SPWM）逆变器。

其波形关系如图3.39所示。   

     图3.39 SPWM逆变器波形关系图

    由图3.39分析，具体的控制过程可以归纳为：当，且均为正，此时控制VT1、VT4导通，VT2、VT3截止；当，且均为负，此时控制VT1、VT4导通，VT2、VT3截止；当，不论是正是负，控制VT1、VT4和VT2、VT3全部截止。通过这样的控制方法，便可在输出端处产生SPWM矩形波。通过变压器在处获得合适的电压，其波形也是SPWM矩形波。由于是周期性的SPWM矩形波，根据傅里叶级数理论依然有；谐波频率较高，通过LC低通滤波器将其滤除，故最终在获得基波正弦波——工频交流电。但与方波逆变相比，SPWM逆变中谐波的成分少了许多，故SPWM逆变比方波逆变减少了谐波浪费，提高了逆变器的效率。