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1、电源逆变器工作原理直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图1所示，其输入一般为由线电压整流而得到非调节直流电压，然后再运用切换式直流至直流转换器将此变动的直流电压转换成一调节的直流电压。图1 直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造降压式(st-downuck)转换器。2.升压式（ste-upboos)转换器。3升降压式(ste-down/tep-u电源逆变器工作原理直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图所示，其输入一般为由线电压整流而得到非调节直流电压,然后再运用切换式直流至直流转换器将此变动的直流电压转换成一调节的直流电压。图1 直流至直流切换
2、式转换器典型直流至直流转换器系统的构造1降压式(se-donbuk)转换器。2.升压式（step-upoot)转换器。3升降压式(step-downstep-upbuck-boost）转换器。4全桥式转换器。上述四种转换器中，只有降压式及升压式是最基本的转换器电路构造，升降压式转换器是此二基本转换器的结合,而全桥式转换器则是由降压式转换器衍生而来。直流至直流转换器的控制直流至直流转换器的作用即是在输入电压与输出负载变动的状况下可以调节输出电压为所设定的位准。电压位准转换之原理可以图2(a)所示之简朴电路来阐明,由开关导通与截止可得图(b)之波形，其中输出电压Vo平均值大小V与开关之导通及截止时
3、间(ton及to）有关。平均输出电压大小调节之最典型的方式是采用脉波宽度调变法(Pulse-WithMoltion，WM),其切换周期s(tontoff)为固定,由调节导通时间之大小来变化平均输出电压之大小。 B图脉波宽度调变切换控制的方块图如图3(a)所示，开关之切换控制信号由控制讯号cnol与周期为Ts之锯齿波V比较而得,控制信号则由o之实际值与设定值之误差放大而得。contr与Vst比较所得之切换控制信号的波形如图（)所示。当控制讯号Vs较大时，则为高准位信号，虽然开关导通,反之为低准位信号虽然开关截止,故开关之切换周期亦为Ts,由以上的原理可知,开关切换之责任周期(uyRaio)为D=
4、tnsVonto/st,其中s为锯齿波的振幅。 图3降压式直流至直流转换器降压式转换器,顾名思义,其作用为将较高准位的输入电压换成较低准位的输出电压,重要用途为直流电源供应器及直流电机速度控制。图2(a)所示为提供纯电阻性负载之降压式转换器，由图2(b)可知其输出电压波形由开关位置决定。平均输出电压为 图 升压式直流至直流转换器图为升压式转换器电路,重要用途为直流电源供应器与直流电动机之再生制动（neaiveBaing）。顾名思义，其输出电压高过于其输入电压。当开关导通时,二极管反向偏压,输入电能储存于电感,负载电能则由电容提供。当开关截止时，负载吸取输入及储存电感中之电能。图图6所示为电感电
5、流为持续之稳态工作波形,由稳态下电感电压一周期之平均值为零可得Vdton（d-Vo）to=0等号两侧除以s，重新整顿可得假设电路无损失，输入功率Pddd等于输出功率Po=oIo,则 图6升降压式直流至直流转换器升降压式转换器的重要用途为输入与输出的极性相反，输出电压可以高于或低于输入电压的直流电源供应器。升降压式转换器可以由降压式转换器与升压式转换式串接而成,稳态下输入与输出电压转换器之比值为二转换器个别比值之乘积因此变化责任周期D可使输出电压高于或低于输入电压。直流至交流切换式逆变器切换式直流至交流(DC/A）逆变器(Invter)乃用以将直流电源转换成振幅与频率均可调之正弦式交流电源，重要
6、用途为交流电机驱动与交流不断电电源供应器。图7为典型的交流马达驱动的逆变器方块图，其直流输入电压一般由线电压整流及滤波而得，接着再运用切换式逆变器变化输出电压之振幅与频率,以驱动交流电机。切换式逆变器功率之流通一般是由直流至交流，称为反流模式,但亦可以从交流至直流,称为整流模式。 图7 交流电机驱动的逆变器方块图二极管整流器滤波电容切换式逆变器逆变器涉及单相及三相，其输入为直流电压源者，称为电压源逆变器（VotgSourceInvere，VS)。此外若输入为直流电流源者,称为电流逆变器(CuentSocenvertr，CI)，目前仅应用在高功率之交流电机驱动器。1脉波宽度调变（PWM)逆变器：
7、其输入电压一般为固定，逆变器自身具有变频及变压的功能,而变频及变压乃运用开关的脉波宽度调变切换控制达到,有许多类型的脉波宽度变技术可以使输出电压近似弦波。2方波(Squre-ae)逆变器：此逆变器输出电压振幅乃由其输入电压调节，逆变器自身只控制输出频率,交流输出电压波形近似方波,因此乃称方波逆变器。3.采用电压消去法（Voltaanellatio)的单相逆变器:单相逆变器当输入电压为定值时,可以运用电压消去法来变频及变压，而不须采用脉波宽度调变，其输出电压波形近似方波,因此其结合了前述两种逆变器的特色。值得注意的是，电压消去法并不合用于三相逆变器。切换式逆变器的基本观念考虑图8(a)之单相逆变
8、器,假设其正弦输出电压vo是通过滤波所得,若输出之负载为电感性(如电机），则输出电流io将落后Vo，如图8（）所示。在期间1及中，o与io同号,瞬时功率Po=Voio为正,故功率由直流侧送至交流侧称之为反流模式；在期间及中，Vo与i异号，瞬时功率Po为负，故功率由交流侧送至直流侧称之为整流模式。图(a)之切换式逆变器,在每一周期内,会经历平面上四个象限中之所有象限。图8为清晰解释起见，以单臂逆变器来阐明。 图9逆变器电路之脉波宽度调变切换技术如图9(a)所示，由一正弦波形控制讯号Vcontrl与三角波形Vtri作比较。三角波(又称载波)之振幅为Vtri，频率为s，s决定逆变器开关之切换频率,正
9、弦波控制电压Vconrol(又称调制讯号)之基频决定逆变器之输出频率，而其振幅则决定逆变器输出电压之大小。定义振幅调变指数为a=Vcotrol/Vri,其中Vcontro为Vcontr之振幅,而频率调变指数则定义为f=fs/f1。图逆变器之开关的控制措施与o方向无关,为图10由于二开关之导通为互补,因此输出电压只在d/2与-d2二值间作变动，图1(b）所示为=与m15时输出电压VAo及其基本波（以虚线表达)的波形。 图单相全桥式逆变器单相全桥式逆变器如图2所示,乃由两个前述之半桥逆变器所构成，在相似之输入电压下，全桥式逆变器之最大输出电压为半桥式之两倍,这代表在相似之功率下，全桥式逆变器之输出
10、及开关电流仅为半桥式之一半,此对于高功率用途是一大长处,因其可以减少使用并联组件的需求。 图2 双极性电压切换之脉波宽度调变 图13 单极性电压切换之脉波宽度调变 图4图4 应用双极性电压切换之脉波宽度调变全桥式逆变器乃(T,TB-）与（T-,B+)成对切换，且两者互相反相应用单极性电压切换之脉波宽度调变全桥式逆变器乃A臂与B独立切换,且同臂二开关互相反相。图4 应用单极性电压切换之脉波宽度调变全桥式反流器乃臂与独立切换,且同臂二开关互相反相。三相逆变器三相电压源逆变器之脉波宽度调变切换的功能为在固定输入直流电压下,用以调节三相输出电源逆变器电压之振幅及频率。三相脉波宽度调变方式,由三相各差120度的控制电压与三角波作比较。其波形与单相全桥式逆变器采用脉波宽度调变单极性切换者类似。
