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    *  逆變器的用途

    *  逆變器的工作原理

    *  逆變器的分類

    *  逆變器關(guān)鍵參數(shù)簡介

    *  逆變器未來發(fā)展方向

    *  逆變器的理想設(shè)計

逆變器（Inverter，逆向變壓器件）是一種直流到交流（DC to AC）的變壓器，可將可變直流輸出轉(zhuǎn)換成清潔220V正弦 50Hz 或 其他類型交流電，可用于各類設(shè)備，最大限度地滿足移動供電場所或無電地區(qū)用戶對交流電源的需要。廣泛用在通訊、工業(yè)設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、軍用車載、醫(yī)療救護(hù)車、警車、船舶、太陽能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域。



逆變器的用途
第一，逆變器是商業(yè)電網(wǎng)或地方電網(wǎng)的關(guān)鍵組件。
隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人類社會對能源的需求量越來越大，石油資源的緊缺及其價格的日益攀升，以及傳統(tǒng)能源使用面臨污染環(huán)境等諸多問題使人們轉(zhuǎn)向?qū)η鍧嵞茉矗▏鴥?nèi)資源豐富的太陽能/風(fēng)能）的發(fā)展。逆變器是整個太陽能/風(fēng)能系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，可將由太陽能/風(fēng)能獲得的可變直流輸出轉(zhuǎn)換成清潔正弦 50 或 60Hz 電流，從而滿足我們對在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，非常適用于為商業(yè)電網(wǎng)或地方電網(wǎng)提供電源。

第二，滿足“移動”時代的需求
隨著現(xiàn)在人們生活方式的改變，高節(jié)奏，高快捷的生活需求在日益的擴(kuò)大，于是現(xiàn)在的3C產(chǎn)品，更多的數(shù)碼產(chǎn)品都在朝著這樣的方向發(fā)展著，于是我們處了一個 “移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂的生活中。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常環(huán)境中 不可或缺的220伏交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。

逆變器的工作原理
逆變器的工作原理其實就是一個低壓直流轉(zhuǎn)換為高壓交流的過程。其直流電壓分兩路：一給前級IC供電產(chǎn)生一個KHZ級的控制信號，一路到前級功率管。下面是從低壓直流轉(zhuǎn)換成高壓交流過程中的3個步驟及每個步驟產(chǎn)生的結(jié)果電流（壓）：
步驟1：由控制信號推動功率管不斷開關(guān)使高頻變壓器初級產(chǎn)生低壓的高頻交流電。

產(chǎn)生 電壓低、頻率高的交流電

步驟2：通過高頻變壓器輸出高頻交流電再經(jīng)過快速恢復(fù)二極管全橋整流輸出一個高頻的幾百V直流電到后級功率管。

產(chǎn)生 電壓高、頻率高的交流電

步驟3：由后級IC產(chǎn)生50HZ左右的控制信號來控制后級的功率管工作，輸出220V 50HZ的交流電。

產(chǎn)生 220V 50HZ 的交流電

逆變器的分類
逆變器的分類方法很多，表1是常用的逆變器分類方法：



下面對比較重要的幾種逆變器進(jìn)行說明：
正弦波逆變器：輸出的是與日常使用電網(wǎng)一樣的正弦波交流電，提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動任何種類的負(fù)載，但技術(shù)要求和成本均高。
方波逆變器：輸出的是質(zhì)量較差的方波交流電，對負(fù)載和逆變器本身會造成劇烈的不穩(wěn)定影響。制作采用簡易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于50年代的水平，將逐漸退出市場。
準(zhǔn)正弦波逆變器（屬于方波范疇） ：輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個時間間隔，波形由折線組成，連續(xù)性不好，但可滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價適中，因而成為市場中的主流產(chǎn)品。
有源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側(cè)與電網(wǎng)連接而不直接接入負(fù)載的逆變器
無源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側(cè)不與電網(wǎng)連接而直接接入負(fù)載(即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載)的逆變器。[page]

逆變器關(guān)鍵參數(shù)簡介
不管是消費者使用還是開發(fā)者設(shè)計，對于逆變器的以下幾個重要參數(shù)都需要熟悉：

1、逆變效率。
逆變效率是衡量逆變器性能的一個重要參數(shù)，逆變效率值用來表征其自身損耗功率的大小，通常以%來表示。逆變器中逆變效率直接關(guān)系到系統(tǒng)效率，如果逆變器逆 變效率過低，將嚴(yán)重導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽電池方陣的轉(zhuǎn)換效率目前一般不超過18%，且太陽電池的成本較高，如果想提高2%一3 %轉(zhuǎn)換效率非常困難，但提高逆變器逆變效率3%一5%卻是完全可能的。逆變器效率的高低是逆變器性能好壞的一個該要標(biāo)準(zhǔn)，對光伏發(fā)電系統(tǒng)提高發(fā)電量和降低 發(fā)電成本有著重要影響。
2、額定輸出容量
額定輸出容最是用來表征逆變器向負(fù)級供電的能力。額定輸出容最值高，則逆變器帶負(fù)載能力越強(qiáng)。額定輸出容量值只是針對純電阻性負(fù)載的一個參考，如果逆變器所帶的負(fù)載不為純限性時，逆變器帶負(fù)載能力將小于給出的額定輸出容量值。
3、輸出電壓穩(wěn)定度
輸出電壓穩(wěn)定度是指逆變器輸出電壓的穩(wěn)定能力。逆變器中一般會給出輸入直流電壓在允許波動范圍內(nèi)逆變器輸出電壓的偏差(通常稱為電壓調(diào)整率)，高性能的逆 變器一般還會給出負(fù)載由。0%變化至100%時，逆變器輸出電壓的電壓偏差(通常稱為負(fù)載調(diào)整率)。標(biāo)稱電壓通常指的是開路輸出電壓，也就是不接任何負(fù) 載，沒有電流愉出的電壓值。獨立太陽能光伏系統(tǒng)中，蓄電池端電壓在充放電時電壓波動很大，鉛酸蓄電池電壓波動可達(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右，所以逆變器要有良 好的輸出電壓穩(wěn)定度，才能保證系統(tǒng)在較大直流輸入范圍內(nèi)工作。
4、可靠性
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)運行中，逆變器可靠性是形響系統(tǒng)可靠性的主要因家之一。因為光伏發(fā)電系統(tǒng)一般工作在比較偏遠(yuǎn)的艱苦地方，維護(hù)不方便，逆變器必須是可書 的。其可書性要求逆變器具有良好的保護(hù)功能，包括逆變器中的過流保護(hù)和短路保護(hù)功能。在光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行時，由于負(fù)載故障、人為誤操作和外界干擾等原 因，引起供電系統(tǒng)電流過大或短路等情況是極有可能發(fā)生的，要提高可靠性，必須要求逆變器要有相關(guān)的保護(hù)功能。
5、啟動性能
啟動性能是指逆變器帶負(fù)載啟動的能力和動態(tài)工作的性能。逆變器在額定負(fù)級下應(yīng)能保證其正常啟動。一般電阻性負(fù)載工作時，逆變器啟動性能較好。但如果是電感 性負(fù)載，如電動機(jī)、冰箱、空調(diào)或大功率水泵啟動時，功率可能是額定功率的幾倍以上。通常感性負(fù)載啟動時，逆變器將承受較大的浪涌功率。故逆變器的啟動性能 要求在感性或其他負(fù)載啟動時，逆變器內(nèi)部器件能承受多次滿負(fù)荷啟動而不致使功率器件損壞。
6、諧波失真度
當(dāng)逆變器輸出電壓波形為正弦波時或修正波時，除了基波外還含有諧波分量，通常將諧波分量在輸出電壓總波形中的比例稱為諧波失真度。高次諧波電流會在電感性 負(fù)載產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致器件嚴(yán)吹發(fā)熱，嚴(yán)重的會損壞電氣設(shè)備。一般逆變器會注明其諧波失真度。方波逆變器的諧波失真約為40%，一般只適合于純阻性負(fù)載；修正 波逆變器的諧波失真小于20%左右，適合于大部分負(fù)載；而正弦波逆變器的諧波失真較小，能適用于所有的交流用電負(fù)載。

逆變器未來發(fā)展方向

社會日益電氣化的現(xiàn)在，各種產(chǎn)品中逆變器的要求也越來越高，需求量也越來越大。那么在逆變器快速發(fā)展的同時，它的發(fā)展趨勢又是怎樣的呢？

第一，高頻化。
逆變器開關(guān)頻率的提高能夠有效的減少裝置的體積和重量，同時還能夠消除變壓器和電感的音頻噪聲。在改善輸出電壓的動態(tài)響應(yīng)能力的時候也減小了裝置的體積和質(zhì)量。
第二，高性能化。
要求它的穩(wěn)壓性能好, 空載及負(fù)載時輸出電壓有效值都要穩(wěn)定；另外，波形的質(zhì)量也要求要高。對突加或突減負(fù)載時輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)著一特性要好。
第三，并聯(lián)及模塊化。
現(xiàn)在的逆變器已經(jīng)向著大功率和可靠性在發(fā)展，所以為了提高系統(tǒng)的可靠性, 就必須要實現(xiàn)模塊化。
第四，小型化。
這里的小型化指的就是變壓器的小型化。
第五，高輸入功率因數(shù)化。
第六，數(shù)字化。
第七，智能化。
無論什么產(chǎn)品開發(fā)到智能狀態(tài)下，與傳統(tǒng)的模式相比那肯定是更上一個層次的。

逆變器的理想設(shè)計
理想的逆變器，從直流變到交流的功率總是一定的值而沒有脈動，直流電源波形和電流波形中也不應(yīng)該產(chǎn)生脈動;而在實際的逆變電路中，因為逆變器的脈動數(shù)等有限制，因而逆變功率P是脈動的。當(dāng)逆變器的逆變功率p的脈動波形由直流電流來體現(xiàn)時，稱之為電壓型逆變器。電壓型逆變器的特點是:
1)直流側(cè)有較大的直流濾波電容。
2)當(dāng)負(fù)級功率因致變化時,交流輸出電壓的波形不變，即交流輸出電壓波形與負(fù)載無關(guān)。交流輸出電壓的波形，通過逆變開關(guān)的動作被直流電源電容上的電壓鉗位成方波。
3)在逆變器中，與逆變開關(guān)并聯(lián)有反饋二極管，所以交流電壓與負(fù)載無關(guān)，是方波。
4)輸出電流的相位隨負(fù)載功率因數(shù)的變化而變化，換向是在同橋臂開關(guān)管之間進(jìn)行的。
5)可以通過控制輸出電壓的幅值和波形來控制其輸出電壓。

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