1设计任务与要求条件：输入直流电压：110V要求完成的主要任务：(1) 开关元器件的选择(2) 各模块方案选择(3) 各模块方案设计(4) 总电路的设计(5) 各模块的器件选型参数计算设计容量为3KVA的三相逆变器，要求达到：(1) 输出380V,频率50Hz三相交流电(2) 完成总电路设计完成电路中各元件的参数计算1.1设计任务分析由丁输入直流电压只有110V,而输出交流电压要求有效值为380V,所以必须通过升压电路将直流电压升到到一定值才能作为逆变器的输入电压逆变器的核心是半导体开关器件，不同拓扑的逆变电路有不同的优缺点和应用领域半导体开关器件需要触发信号才能导通，要使逆变器输出正弦波形，则需要特殊的触发电路对开关器件进行调制逆变器输出带有高次谐波，需要滤波电路对谐波进行在进行仿真前，需对上述电路模块进行比较论证和选择1.2设计思路首先，考虑输入直流电压为110V而输出380V、频率50Hz三相交流电，要采用斩波电路升压到大丁380以上，可以用直流斩波升压电路、直流斩波升降压电路等其次要求由直流变为三相交流电，可采用电压型逆变电路、电流型逆变电路逆变电路得到的是三相矩形波，再用PW峨者SPW研关采用规则采样法将矩形波变为三相波，最后用滤波器滤波得到最终的所要的三相电，设计流程图如图1.1所示图1.1设计流程图2设计意义及原理2.1设计意义逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。
逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但其含有较大成分低次谐波等缺点，由丁电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件BJT,IGBT,GTO等的发展和PWM的控制技术的日趋完善，使SPW施变器得以迅速发展并广泛使用众所周知逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但由丁其含有较大成分低次谐波等缺点,近十余年来，由丁电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器BJT,IGBT,GT^的发展和PWlffi控制技术的日趋完善，使SPWM变器得以迅速发展并广泛使用PWMK制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术，SPWM6制技术乂有许多种，并且还在不断发展中，但从控制思想上可分为四类，即等脉宽PWM法，正弦波PWMt(SPWMt),磁链追踪型PWM&和电流跟踪型PWMS,其中利用SPWM6制技术做成的SPWM2变器具有以下主要特点：(1) 逆变器同时实现调频调压，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响。
2) 可获得比常规六拍阶梯波更接近正弦波的输出电压波形，低次谐波减少，在电气传动中，可使传动系统转矩脉冲的大大减少，扩大调速范围，提高系统性能3) 组成变频器时，主电路只有一组可控的功率环节，简化了结构，由丁采用不可控整流器，使电网功率因数接近丁1,且与输出电压大小无关在后备式供电中，蓄电池作为一种非常重要的储能介质，在各个行业都得到了广泛的应用由丁单个电池的参数存在着差别，不能通过将蓄电池并联的方法来提高直流供电系统的容量，因此在电池的容量不能满足实际需求时，最直接的办法就是多个蓄电池申联共同提供能量所申的蓄电池越多，蓄电池组能够提供的能量就越多，但输出端电压就越高，此时，逆变器输入直流电压的上限就直接决定了蓄电池组的容量大小另外，高压变频器广泛的应用丁轧钢、造纸、水泥制造、矿井提升、轮船推进器等传统工业的改造和高速列车、城市地铁轻轨、电动汽车中，其核心部分也是高压逆变器2.2开关元器件的选择IGBT主要是以M（模块）P（脉波）W（宽度）M（调变）方式制作，用主动元件IGBT模块设计，使本机容量可达300KVA以隔离变压器输入及输出，来增加整机稳定性，特别感性、容性级特殊负载，负载测试和寿命实验可靠性高。
IGBT优点：高频MPWM计，IGBT功率推动，体积小、可靠性能高、噪音低效率达85恕上反应快速，对100购载/加载，稳压反应时间在2ms以内超载能力强，瞬间电流能承受额定电流的300%波峰因素比（CRESTFACTORRATIQ高丁3:1具过压、过流、超温等多重保证级报警装置PowerMOSFE企称功率场效应晶体管它的三个极分别是源极（S）、漏极（D）和栅极（G）主要优点：热稳定性好、安全工作区大缺点：击穿电压低，工作电流小GTR功率晶管）由丁二次击穿和驱动功率大等缺点，目前被IGBT和MOSFET所代替IGBT全称绝缘栅双极晶体管，是MOSFETGTR功率晶管）相结合的产物它的三个极分别是集电极（C）、发射极（E）和栅极（G）特点：击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上，工作频率可达20kHz所以这里选择IGBT作为此次设计的开关元件2.3逆变电路原理逆变电路在电力电子电路中占很重要的地位，他可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，在实际生产生活中三相逆变应用较为广泛，其中电压型的直流侧通常是并一个电容器，而电流型通常是在直流侧申一个电感。
电压型逆变：直流侧为电压源，采用并联大电容器来缓冲无功功率，则构成电压型逆变器电压型逆变电路输出电压波形为矩形波，输出电流波形近似正弦波直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；交流侧输出电压为矩形波；当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用等特点电压型逆变电路有以下主要特点：（1）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当丁电压源直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗2）由丁支路电压源的箝位作用，交流侧输出电压波形位矩形波，并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同3)当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管图中VI-V6是逆变器的六个IGBT开关器件，各由一个续流二极管反并联，整个逆变器由包值直流电压供电电路中的直流侧通常只有一个电容器就可以了，但为了方便分析，画作申联的两个电容器并标出假想中点和单相半桥，全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是导电方式，即每个桥臂的导电角度为，同一相上、下桥臂交替导通因为每次换流都是在上、下桥臂之间进行，因此也被称为纵向换流。
采用IGBT作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图2.1所示：图2.1三相电压型桥式逆变电路3各模块方案选择3.1升压电路选择方案1：采用变压器直接对直流电压进行升压方案2:采用boost直流斩波升压电路通过改变占空比对直流电压进行调节升压考虑到实际变压器变比不可调或者调节范围很小，不利丁逆变器输出的调节,而boost电路通过调节开关器件的导通占空比可以灵活方便的调节输出电压的大小，从实际出发和从方便性出发，最终选择了boost电路作为升压电路如图2.2升压斩波电路主电路图图3.1升压斩波电路主电路图3.2逆变电路选择逆变器按照输出的相数分，有单相、三相两种；按电路拓扑分，有半桥式、全桥式和推挽式鉴丁全桥结构的控制方式比较灵活，所以选择三相全桥电路作为逆变器主电路3.3逆变器触发电路选择目前，逆变器广泛采用Pwr#宽调制技术实现对输出电压的控制PwMft术主要体现在两个方面，一是控制策略，二是实现的手段调制方式主要有直流脉宽调制和正弦波脉宽调制两种方式直流脉宽输出的是方波，波形畸变严重，所以不适合；正弦波脉宽调制输出波形只含高次谐波，可以大大减小滤波器的体积所以最终选择正弦波脉宽调制，即SPW敝术。
3.4滤波电路选择由丁设计任务对波形畸变率没有特殊的要求，可以采用最普通的LC滤波电路作为逆变输出的滤波电路3.5保护电路选择过压保护器件（OVP用丁保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏，常用的过压保护器件有压敏电阻、瞬态电压抑制器、静电抑制器和放电管等过压保护器件选型应注意以下四个要点：1）关断电压Vrwm的选择一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10%2）箝位电压VC的选择VC是指在ESD?中击状态时通过TVS的电压，它必须小丁被保护电路的能承受的最大瞬态电压3）浪涌功率Pppm的选择不同功率，保护的时间不同，如600w（10/1000us）;300W（8/20us）4）极问电容的选择被保护元器件的工作频率越高，要求TVS的电容要越小过流保护器件主要有一次性熔断器、自恢复熔断器、熔断电阻和断路器等，其中，最重要的过流保护器件是熔断器，也叫保险丝它一般申联在电路中，要求其电阻要小（功耗小），当电路正常工作时，它只相当丁一根导线，能够长时间稳定的导通电路；由丁电源或外部干扰而发生电流波动时，也应能承受一定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流（故障或短路）时，熔断器才会动作，通过断开电流来保护电路的安全，以避免产品烧毁的危险。
在熔断器分断电路的过程中，由丁电路电压的存在，在熔体断开的瞬间会发生电弧，高质量的熔断器应该尽量避免这种飞弧；在分断电路后，熔断器应能耐受加在两端的电路电压熔断器受脉冲损伤会逐步降低承受脉冲的能力，选用时需要考虑必要的安全余量；这个安全余量是指熔断器的总熔断（动作）时间，它是预飞弧时间和飞弧时间之和所以在选择的时候需要留意它的熔断特性和额定电流这个基本条件；另外安装时要考虑熔断器周边的环境，熔断器只有达到本身的熔化热能值的时候才会熔断，如果是在环境较冷的状况下，它的熔断时间会变化，这是使用时必须留意的3.6总电路的控制方式为了使输出电压波形稳定且可调，采用闭环控制方式，检查输出电压反馈到输入作为比较控制4各模块方案设计4.1升压斩波电路升压斩波电路如下图3.1所示假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流包为Ii,同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为包值，记为U0设V通的时间为ton,此阶段L上积蓄的能量为ElltonV断时，E和L共同向C充电并向负载R供电设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为(U0-E)litoff，稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等，即EIlton=(UbE)Iitoff化简得Uo=T•E/toff输出电压高丁电源电压，故称升压斩波电路，也称之为boost变换器。
T与toff的比值为升压比，将升压比的倒数记作6,贝Ua+0=1故U0=E/(1-a)升压斩波电路能使输出电压高丁电源电压的原因：L储能之后具有使电压泵升的作用，并且电容C可将输出电压保持住LVDZ一一图4.1升压斩波电路原理图4.2逆变电路逆变电路原理逆变电路在电力电子电路中占很重要的地位，他可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，在实际生产生活中三相逆变应用较为广泛，其中电压型的直流侧通常是并一个电容器，而电流型通常是在直流侧申一个电感电压型逆变：直流侧为电压源，采用并联大电容器来缓冲无功功率，则构成电压型逆变器电压型逆变电路输出电压波形为矩形波，输出电流波形近似正弦波直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；交流侧输出电压为矩形波；当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用等特点电压型逆变电路有以下主要特点：(1)直流侧为电压源，或并联有大电容，相当丁电压源直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗2)由丁支路电压源的箝位作用，交流侧输出电压波形位矩形波，并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而。