基于SG3525的单相桥式逆变器的设计与仿真

逆变器是指通过半导体功率器件（如GTR、MOSFET和IGBT等）的导通与关断，将直流电能转换成交流电能，是整流器的反向变换装置。

1．逆变电路的工作原理

逆变器通过开关器件的有序导通与关断将直流变换为交流方波。当交流侧接在电网上时，即交流电接有电源，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。逆变器在工作过程中电流不断从一个支路流向另一个支路，这就是换流。换流方式在逆变电路中占有突出的地位。MOSFET属于全控型器件，可利用其自关断能力进行换流单相（器件换流）。

图l中Ql～Q4是典型的桥式电路。当Ql、Q4导通，Q2、Q3关断时，电流从Ql流向Q4，负载电压为正；同理，当Ql、Q4关断，Q2、Q3导通时，负载电压为负，这样就将直流电转变为交流电，改变两个臂导通的切换频率，即可改变输出交流电的频率，这就是逆变电路最基本的工作原理。当负载为电阻时，负载电流和电压的波形相同，相位也相同；当负载为电感时，电流相位滞后于电压，两者波形也不相同。

图1  全桥逆变电路

2．逆变器的分类

（1）单相全桥逆变器

全桥是指内部驱动电路的结构形式，其中由各含2个功率晶体管的桥臂连接成正方形组成全桥，4个晶体管轮流工作于正弦波的各个波段，两组开关的中性点构成输出端，相当于取两个半桥的电压差，因此可以得到正负双向的交流输出。全桥逆变器可以不依赖外加器件，仅使用单电压源输出双端的完全交流信号。单相全桥逆变电路及其电压电流波形如图2所示。

图2 单相全桥逆变电路及其电压电流波形