一、單相逆變器工作原理
能夠將直流電轉換為交流電的電路稱為逆變電路，逆變電路也簡稱為逆變器。按逆變電路輸出交流電壓的相數不同，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。
圖3-13a所示為單相橋式逆變器，4個橋臂由開關構成，輸入直流電壓E，逆變器負載是電阻R。當將開關S1、S4閉合，S2、S3斷開時，電阻上得到左正右負的電壓;間隔一段時間后將開關S1、S4打開，S2、S3閉合，電阻上得到右正左負的電壓。以頻率f交替切換S1、S4和S2、S3，在電阻上就可以得到圖3-13b所示的電壓波形。顯然這是一種交變的電壓，隨著電壓的變化，電流也從一個支路轉移到另外一個支路，通常將這一過程稱為換相或換流。
在實際應用中，圖3-13a所示電路中的開關是各種電力電子器件。逆變器常用的開關器件有：普通型和快速型晶閘管(SCR)、門極關斷(GTO)晶閘管、功率晶體管(GTR)、功率場效應晶體管(P-MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(TGBT)等。普通型和快速型晶閘管作為逆變器的開關器件時，因其陽極與陰極兩端加有正向直流電壓，只要在它的門極加正的觸發電壓，晶閘管就可以導通。但晶閘管導通后門極失去控制作用，要讓它關斷就困難了，必須設置關斷電路。如用全控器件，可以在器件的門極(或稱為柵極、基極)加控制信號使其導通和關斷，換流控制自然就簡單多了。
二、單相逆變器的基本形式
1、半橋逆變器
圖3-14a所示為半橋逆變器原理圖，直流電壓Ud加在兩個串聯的容量足夠大的、相同的電容兩端，并使得兩個電容的連接點為直流電源的中點，即每個電容上的電壓為Ud/2。由兩個導電臂交替工作使負載得到交變電壓和電流，每個導電臂由一個功率晶體管與一個反并聯二極管所組成。
電路工作時，兩只功率晶體管V1、V2基極信號交替正偏和反偏，兩者互補導通與截止。若電路負載為感性，其工作波形如圖3-14b所示，輸出電壓為矩形波，幅值為Um=Ud/2。負載電流io波形與負載阻抗角有關。設t2時刻之前V1導通，電容C1兩端的電壓通過導通的V1加在負載上，極性為右正左負，得負載電流io由右向左。t2時刻給V1關斷信號，給V2導通信號，則V1關斷，但感性負載中的電流io方向不能突變，于是VD2導通續流，電容C2兩端電壓通過導通的VD2加在負載兩端，極性為左正右負。當t3時刻io降至零時，VD2截止，V2導通，io開始反向。同樣在t4時刻給V2關斷信號，給V1導通信號后，V2關斷，io方向不能突變，由VD1導通續流。t5時刻io降至零時，VD1截止，V1導通，io反向。
由以上分析可見，當V1或V2導通時，負載電流與電壓同方向，直流側向負載提供能量;而當VD1或VD2導通時，負載電流與電壓反方向，負載中電感的能量向直流側反饋，反饋回的能量暫時儲存在直流側電容器中，電容器起緩沖作用。由于二極管VD1、VD2是負載向直流側反饋能量的通道，故稱反饋二極管;同時VD1、VD2也起著使負載電流連續的作用，因此又稱為續流二極管。
2、全橋逆變器
全橋逆變器可看作兩個半橋逆變電路的組合。電路原理如圖3-15a所示。直流電壓ud接有大電容C，使電源電壓穩定。電路中的4個橋臂，橋臂1、4和橋臂2、3組成兩對，工作時，設t2時刻之前V1、V4導通，負載上的電壓極性為左正右負，負載電流io由左向右。t2時刻給V1、V4關斷信號，給V2、V3導通信號，則V1、V4關斷，但感性負載中的電流io方向不能突變，于是VD2、VD3導通續流，負載兩端電壓的極性為右正左負。當t3時刻io降至零時，VD2、VD3截止，V2、V3導通，io開始反向。同樣在t4時刻給V2、V3關斷信號，給V1、V4導通信號后，V2、V3關斷，io方向不能突變，由VD1、VD4導通續流。t5時刻io降至零時，VD1、VD4截止，V1、V4導通，io反向，如此反復循環，兩對交替各導通180°。其輸出電壓uo和負載電流io、如圖3-15b所示。
經數學分析或實際測試，均可得出基波幅值Uo1m和基波有效值Uo1分別為：
Uo1m=1.27Ud(3-3)
Uo1=0.9Ud(3-4)
以上便是此次小編帶來的“逆變器”相關內容，通過本文，希望大家對單相逆變器的基本原理以及單相逆變器的基本形式具備一定的了解。
