正弦波逆变器的设计要求和主电路形

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1正弦波逆变器的设计要求和主电路形式
电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电。
逆变电源的工作原理与UPS有以下两点区别：
1）逆变电源不需要与交流电网锁相同步，因为其负载可以瞬间停电（几秒以内）。
2）逆变电源的输入直流电压为180～285V，而UPS内置电池电压为12V或24V。[1]

1.1逆变电源的设计要求和目标1）输出电压：输出为单相220VAC（有效值），频率为50Hz±1Hz。。。。2）输出功率：以1KW为例，允许过载20%，既Pomax=1200W。。。。3）输出电流：允许失真度为3倍，既在电压峰值时的电流峰值允许最大为有效值的3倍。最大有效值为Pomax/Voe=1200W/220V≈5.5A。。。。4）整机效率：设计目标η≥82%。。。。1.2主电路形式选择这种正弦波输出逆变器的输入电压变化范围较宽，为180～285V，而其输出则要求是稳压的。该逆变电源的逆变电路必须有一个升压的过程。这种逆变电源的主回路形式有下述两种。

1.2.1有工频变压器的逆变电源桥式逆变电路以SPWM方式工作，将185～285VDC电压逆变成有效值基本不变的SPWM波形，由工频变压器升压得到220V交流电压。这种电路方式效率比较高（可达90%以上）、可靠性较高、抗输出短路的能力较强。但是，它响应速度较慢，波形畸变较重，带非线性负载的能力较差，而且噪声大。

1.2.2无工频变压器的逆变电源逆变电路以PWM方式首先将185～285VDC电压逆变成高频方波，经高频升压变压器升压，再整流滤波得到一个稳定的直流电压，比如350VDC。这部分电路实际上是一套直流/直流变换器，既DC/DC或DC-DC。然后，在由另一套逆变器以SPWM方式工作，将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的SPWM电压波形，经LC滤波后，就可以得到有效值为220V的50Hz交流电压。

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