下⽂部分引⽤⾃电源⽹，是⼀篇介绍逆变器的实际设计原理的⽂章，部分电路在实验室验证过，效果不错，本⽂只涉及原理不涉及实物及参数。当时⼿头需要做⼀个功率较⼤的光伏发电电路，要求系统最⼤功率追踪，且实现并⽹。功率控制部分采⽤4路单极性SPWM调制，控制部分效果不错，误差较⼩，实物参数及电路图⽇后整理上传。 1、什么是逆变器：
逆变器是把直流电（通常是电池或者蓄电池）转变成交流电（像国内⽤的话⼀般输出220V，50Hz）。根据输出波形的不同⼜分为： A.⽅波逆变器，输出波形为正负⽅波，因为输出为⽅波，所以不能带感性负载；
B.纯正弦波逆变器，输出波形为正弦波，这就⼏乎跟我们家⾥的市电是⼀样的。
2、逆变器组成：
纯正弦波逆变器⼤致由防反接保护、升压、整流滤波、SPWM控制器、H桥组装成。
⽽⽅波逆变器则没有SPWM控制器。
1）防反接保护：输⼊正负极接反后保护电路不⼯作，防⽌炸鸡；
2）升压：将输⼊低压直流电压（通常12V/24V）升压⾄三百多伏，因为输⼊电路⽐较⼤，通常使⽤推挽架构；升压输出必须⼤于正弦波峰值电压，例如输出正弦波电压220V，则升压输出必须⼤于220*1.414=311.08，⼀般需要在重载下稳定运⾏时，需要留有⼀定的余量，在220V交流输出时，建议输出升压为330V-450V；
3）整流滤波：将升压后的电压整流滤波成平滑的直流电；
4）SPWM控制器：输出4路共地的正弦脉宽调制信号，再由IR2110配合⾃举电路提供给H桥驱动4颗MOS； 5）H桥：配合LC滤波器件将310V直流转换为近视正弦波。
3、正弦脉宽调制（SPWM）⽅法：
SPWM信号实际上就是与正弦波等效的⼀系列等幅不等宽的矩形脉冲波。在20KVA以下的⼩型逆变电路中，通常⽤正弦波（调制波）调制三⾓波（载波）的⽅法来实现脉宽调制的⽬的，⼜称为三⾓波调制法，它是利⽤⽐较器来完成这⼀功能的。根据调制信号所包含的信息量，调制电路可以分为单极性调制和双极性调制。
SPWM调制⽅法及特点：
在单电源供电的⽐较器中，若将正弦波送到⽐较器的同相输⼊端，将三⾓波送到⽐较器的反相输⼊端，则在正三⾓波幅值⼤于正弦波的幅值时，⽐较器将输出⼀个负向脉冲，这个负向脉冲的宽度等于三⾓波⼤于正弦波部分所对应的时间间隔。⽽在三⾓波幅值⼩于正弦波的幅值时，⽐较器将输出⼀个正向脉冲，这个正向脉冲的宽度等于三⾓波⼩于正弦波部分所对应的时间间隔。从图1可见，这时在电压⽐较器的输出端将得到⼀连串脉冲⽅波序列，其特点是：对应于正弦波幅值较低的部位，脉冲⽅波的宽度较窄，⽽对应于正弦波幅值较⾼的部位，脉冲⽅波的宽度较宽。这就是正弦脉冲调制信号，即SPWM信号。根据分析，这种三⾓波调制电路有以下特点：
⒈）当三⾓波频率与正弦波频率之⽐N＞20以上时，在⽐较器输出端产⽣的矩形脉冲，其宽度正⽐于正弦波幅值与三⾓波幅值之⽐。
因此，只要适当地调节输⼊到⽐较器的正弦波电压的幅值⼤⼩，就可以调节脉冲宽度，从⽽调节了逆变器输出的正弦波电压的⼤⼩。这⼀特点也使得由三⾓波调制电路构成的逆变电路具有⾃动稳压的功能。
⒉）当正弦波幅度⼩于三⾓波幅度时，逆变器输出电压波形中只含有基波和17、19…次谐波，⽽不包含3、5、7…等低次谐波分量，仅存在与三⾓波频率相近的⾼次谐波。
正弦波的频率是50Hz，通常三⾓波的频率是10-20KHz左右。因此，在采⽤三⾓波调制法的逆变电路中，输出电压的波形中实际上不包含低次谐波分量，它们所包含的最低谐波分量的频率都在⼏⼗KHz以上。因此，在这种逆变电路中，逆变器所需的合成器（即输出滤波器）的尺⼨、重量和成本可以⼤⼤减⼩。
⒊）若增⼤正弦波的幅度，使正弦波幅度⼤于三⾓波幅度时，逆变电路输出的调制波中，将开始出现3、5、7…等低次谐波分量。这会导致逆变输出正弦波电压的失真度增⼤，严重时会使电路进⼊⾃动保护关机状态。因此在调试时要主意正弦波的幅度不能超过三⾓波的幅度。
上述正弦波调制法已经成为⼀种经典的正弦波调制⽅法，在逆变电路中被⼴泛使⽤。
4、双极性SPWM调制：
在双极性调制电路中，需要⼀路正弦波信号和⼀路三⾓波信号，三⾓波信号的幅值必须略⼤于正弦波信号的峰-峰值。
如图所⽰，若将正弦波送到单电源⽐较器的同相输⼊端，将三⾓波送到⽐较器的反相输⼊端，则在电压⽐较器的输出端将得到⼀连串脉冲⽅波序列，其特点是：在正弦波的正半周中，对应于正弦波幅值较低的部位，脉冲⽅波的宽度较窄，⽽对应于正弦波幅值较⾼的部位，脉冲⽅波的宽度较宽。⽽在正弦波的负半周中，对应于正弦波幅值较低的部位，脉冲⽅波的宽度较宽，⽽对应于正弦波幅值较⾼的部位，脉冲⽅波的宽度较窄。
由于这种调制电路输出的SPWM波信号中既包含了正弦信号正半周的信息，⼜包含了负半周的信息，所以称为双极性调制。
由于⾼频机通常采⽤半桥式功放电路，需要两路⼤⼩相等、相位相反的SPWM信号，因此在⾼频机中，将由此得到的双极性调制信号分为两路，将其中⼀路反相180°，即可得到两路⼤⼩相同、相位相反的SPWM信号。
图2b所⽰为另⼀种调制电路。它与图2a的区别是将正弦波送到⽐较器的反相输⼊端，⽽将三⾓波送到⽐较器的同相输⼊端。由此得到的SPWM信号的波形与图2a的相反，SPWM波宽度的变化规律也相反。将其分为两路，并将其中⼀路反相后，同样可以得到两路⼤⼩相等、相位相反的SPWM信号。
5、单极性SPWM调制
在单极性调制电路中，也需要⼀路正弦波信号和⼀路三⾓波信号，但三⾓波信号的幅值只须略⼤于正弦波信号正半周的幅值或负半周的幅值。并且与正弦波的正半周或负半周对齐。正弦波滤波器
如图3单极性调制电路⽰意图所⽰，若将正弦波送到单电源⽐较器的同相输⼊端，将三⾓波送到⽐较器的反相输⼊端，则在三⾓波幅值⼤于正弦波的幅值时，⽐较器将输出⼀个负向脉冲，这个正向脉冲的宽度等于三⾓波⼤于正弦波部分所对应的时间间隔。⽽在三⾓波幅值⼩于正弦波的幅值时，⽐较器将输出⼀个正向脉冲，这个正向脉冲的宽度等于三⾓波⼩于正弦波部分所对应的时间间隔。从图3可见：这时在电压⽐较器的输出端将得到⼀串脉冲⽅波序列，其特点是对应于正弦波正半周幅值较低的部位，脉冲⽅波的宽度较窄，⽽对应于正弦波正半周幅值较⾼的部位，脉冲⽅波的宽度较宽。对应于正弦波的负半周，则输出脉冲⽅波的幅值为0。
由于这种调制电路输出的SPWM波信号中只包含了正弦信号正半周或负半周的信息，所以称为单极性调制。
在⼯频机中通常采⽤全桥式功放电路，需要4路不同的SPWM驱动信号，因此必须采⽤单极性调制⽅式。所以在⼯频机中，需要提供⼀路正弦波信号，⼀路正向三⾓波、⼀路反向三⾓波。其中正弦波信号的对称轴不能在0轴（X轴）上，⽽是要抬⾼到电源电压的⼆分之⼀处，图中标记为Vz，这样才能保证三⾓波只与正弦波的正半周或只与负半周相调制。于是，⽤正向三⾓波和正弦波信号组合，可以得到两路SPWM信号，⽽⽤反向三⾓波和正弦波信号组合，可以得到另外两路不同的SPWM信号，⼀共可得到4路不同的SPWM信号。参见图4所⽰。
图4中正弦波与正、反向三⾓波组合排列的位置与全桥功放电路中功放管的排列位置相对应，它们输出的驱动信号能使功率管按照对⾓线的规律导通和截⽌。
在正弦波正半周期间，a组中正弦波总是⾼于反向三⾓波的幅度，加⾄单电源⽐较起的反相端以后，⽐较器a始终输出低电平，使左上臂功放管始终截⽌；此时虽然d组中的⽐较器d可以输出SPWM信号，但左上臂与右下臂对⾓线上的两组功放管却不能导通。此时b组中正弦波总是⾼于反向三⾓波的幅度，所以⽐较器b始终输出⾼电平，使左下臂功放管始终饱和导通；⽽此时c组中的⽐较器c却可以输出SPWM信号，所以右上臂与左下臂对⾓线上的功放管就能根据SPWM信号导通或截⽌。在正弦波信号正半周期间，左上臂功放管始终截⽌，所以全桥功放电路左侧上、下臂的功放管不会同时导通；⽽右侧上、下功放管的驱动信号的极性刚好相反，因此右侧上、下臂的功放管也不会同时导通。
在正弦波负半周期间，c组中正弦波总是低于正向三⾓波的幅度，加⾄单电源⽐较起的反相端以后，⽐较器c始终输出低电平，使右上臂功放管始终截⽌，此时虽然b组中的⽐较器b可以输出SPWM信号，但右上臂与左下臂对⾓线上的两组功放管却不能导通。此时d组中正弦波总是低于正向三⾓波的幅度，所以⽐较器d始终输出⾼电平，使右下臂功放管始终饱和导通；⽽此时a组中的⽐较器a却可以输出SPWM信号，所以左上臂与右下臂对⾓线上的功放管就能根据SPWM信号导通或截⽌。在正弦波信号负半周期间，右上臂功放管始终截⽌，所以全桥功放电路右侧上、下臂的功放管不会同时导通；⽽左侧上、下功放管的驱动信号的极性刚好相反，因此左侧上、下臂的功放管也不会同时导通。需要说明
的是，所谓正、反向三⾓波只是相对概念，它们相互平等，⽆主次之分，这样的名称只是便于说明问题。
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