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    *  逆變器的用途

    *  逆變器的工作原理

    *  逆變器的分類

    *  逆變器關鍵參數簡介

    *  逆變器未來發展方向

    *  逆變器的理想設計

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換成清潔220V正弦 50Hz 或 其他類型交流電，可用于各類設備，最大限度地滿足移動供電場所或無電地區用戶對交流電源的需要。廣泛用在通訊、工業設備、衛星通信設備、軍用車載、醫療救護車、警車、船舶、太陽能及風能發電領域。



逆變器的用途
第一，逆變器是商業電網或地方電網的關鍵組件。
隨著經濟社會的發展，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，以及傳統能源使用面臨污染環境等諸多問題使人們轉向對清潔能源（國內資源豐富的太陽能/風能）的發展。逆變器是整個太陽能/風能系統的關鍵組件，可將由太陽能/風能獲得的可變直流輸出轉換成清潔正弦 50 或 60Hz 電流，從而滿足我們對在日常環境中不可或缺的220伏交流電，非常適用于為商業電網或地方電網提供電源。

第二，滿足“移動”時代的需求
隨著現在人們生活方式的改變，高節奏，高快捷的生活需求在日益的擴大，于是現在的3C產品，更多的數碼產品都在朝著這樣的方向發展著，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換成高壓交流過程中的3個步驟及每個步驟產生的結果電流（壓）：
步驟1：由控制信號推動功率管不斷開關使高頻變壓器初級產生低壓的高頻交流電。

產生 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過快速恢復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。

產生 電壓高、頻率高的交流電

步驟3：由后級IC產生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行說明：
正弦波逆變器：輸出的是與日常使用電網一樣的正弦波交流電，提供高質量的交流電，能夠帶動任何種類的負載，但技術要求和成本均高。
方波逆變器：輸出的是質量較差的方波交流電，對負載和逆變器本身會造成劇烈的不穩定影響。制作采用簡易的多諧振蕩器，其技術屬于50年代的水平，將逐漸退出市場。
準正弦波逆變器（屬于方波范疇） ：輸出波形從正向最大值到負向最大值之間有一個時間間隔，波形由折線組成，連續性不好，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品。
有源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側與電網連接而不直接接入負載的逆變器
無源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側不與電網連接而直接接入負載(即把直流電逆變為某一頻率或可調頻率的交流電供給負載)的逆變器。[page]

逆變器關鍵參數簡介
不管是消費者使用還是開發者設計，對于逆變器的以下幾個重要參數都需要熟悉：

1、逆變效率。
逆變效率是衡量逆變器性能的一個重要參數，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系到系統效率，如果逆變器逆 變效率過低，將嚴重導致系統效率下降。在太陽能光伏發電系統中，太陽電池方陣的轉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準，對光伏發電系統提高發電量和降低 發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級供電的能力。額定輸出容最值高，則逆變器帶負載能力越強。額定輸出容量值只是針對純電阻性負載的一個參考，如果逆變器所帶的負載不為純限性時，逆變器帶負載能力將小于給出的額定輸出容量值。
3、輸出電壓穩定度
輸出電壓穩定度是指逆變器輸出電壓的穩定能力。逆變器中一般會給出輸入直流電壓在允許波動范圍內逆變器輸出電壓的偏差(通常稱為電壓調整率)，高性能的逆 變器一般還會給出負載由。0%變化至100%時，逆變器輸出電壓的電壓偏差(通常稱為負載調整率)。標稱電壓通常指的是開路輸出電壓，也就是不接任何負 載，沒有電流愉出的電壓值。獨立太陽能光伏系統中，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標稱電壓的30%左右，所以逆變器要有良 好的輸出電壓穩定度，才能保證系統在較大直流輸入范圍內工作。
4、可靠性
太陽能光伏發電系統運行中，逆變器可靠性是形響系統可靠性的主要因家之一。因為光伏發電系統一般工作在比較偏遠的艱苦地方，維護不方便，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功能，包括逆變器中的過流保護和短路保護功能。在光伏發電系統正常運行時，由于負載故障、人為誤操作和外界干擾等原 因，引起供電系統電流過大或短路等情況是極有可能發生的，要提高可靠性，必須要求逆變器要有相關的保護功能。
5、啟動性能
啟動性能是指逆變器帶負載啟動的能力和動態工作的性能。逆變器在額定負級下應能保證其正常啟動。一般電阻性負載工作時，逆變器啟動性能較好。但如果是電感 性負載，如電動機、冰箱、空調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載啟動時，逆變器內部器件能承受多次滿負荷啟動而不致使功率器件損壞。
6、諧波失真度
當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 負載產生渦流，導致器件嚴吹發熱，嚴重的會損壞電氣設備。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載；修正 波逆變器的諧波失真小于20%左右，適合于大部分負載；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載。

逆變器未來發展方向

社會日益電氣化的現在，各種產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展的同時，它的發展趨勢又是怎樣的呢？

第一，高頻化。
逆變器開關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響應能力的時候也減小了裝置的體積和質量。
第二，高性能化。
要求它的穩壓性能好, 空載及負載時輸出電壓有效值都要穩定；另外，波形的質量也要求要高。對突加或突減負載時輸出電壓的瞬態響應著一特性要好。
第三，并聯及模塊化。
現在的逆變器已經向著大功率和可靠性在發展，所以為了提高系統的可靠性, 就必須要實現模塊化。
第四，小型化。
這里的小型化指的就是變壓器的小型化。
第五，高輸入功率因數化。
第六，數字化。
第七，智能化。
無論什么產品開發到智能狀態下，與傳統的模式相比那肯定是更上一個層次的。

逆變器的理想設計
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該產生脈動;而在實際的逆變電路中，因為逆變器的脈動數等有限制，因而逆變功率P是脈動的。當逆變器的逆變功率p的脈動波形由直流電流來體現時，稱之為電壓型逆變器。電壓型逆變器的特點是:
1)直流側有較大的直流濾波電容。
2)當負級功率因致變化時,交流輸出電壓的波形不變，即交流輸出電壓波形與負載無關。交流輸出電壓的波形，通過逆變開關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，與逆變開關并聯有反饋二極管，所以交流電壓與負載無關，是方波。
4)輸出電流的相位隨負載功率因數的變化而變化，換向是在同橋臂開關管之間進行的。
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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