pwm逆变器matlab仿真

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1、武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书摘要在本设计中，首先，针对课设题目要求，进行了系统的总体方案选择，以及各功能模块的方案论证和选择。选择通过升压斩波电路将输入直流电压升高，再利用全桥逆变方式将直流电转换成50HZ的交流电，控制部分采用PWM斩波控制技术。接着，对各功能模块进行了详细的原理分析和电路设计，同时也对可能出现的直流不平衡等问题进行了考虑。并最终通过MATLAB来实现PWM逆变器的仿真，并进行结果分析，得出系统参数对输出的影响规律。经过理论分析设计以及MATLAB仿真两种方式，证明了本系统可以很好地实现将输

2、入110V直流转换成220V、50HZ单相交流电的设计要求，另外本设计也按设计要求采用了PWM斩波控制技术。关键词：逆变；PWM控制；MATLAB仿真；DC-DC；武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书目录1.设计方案的论证与选择11.1总体设计思路11.2DC-DC方案论证与选择11.3逆变主电路的方案论证与选择21.4逆变器控制方法的论证与选择32.设计原理及实现方法42.1升压斩波电路的设计42.2全桥式逆变电路的设计52.3PWM控制技术及SPWM波的生成62.3.1PWM控制的基本原理72.3.2SPWM法的

3、基本原理72.3.3规则采样法82.3.4单极性和双极性PWM控制逆变电路分析93.MATLAB仿真及结论分析123.1升压环节的建模与仿真123.2制作并生成SPWM波形133.3逆变环节的建模与仿真（一）153.4逆变环节的建模与仿真（二）173.4.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响183.4.2改变负载对输出的影响214.收获与体会255.参考文献26武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书PWM逆变器Matlab仿真1.设计方案的论证与选择1.1总体设计思路

4、由于要求的输出为220V,50HZ单相交流电，而输入却是只有110V的直流电压，所以仅仅由逆变环节不能实现，而应该有升压环节。方案一：有工频变压器的逆变电源。逆变电路将110V输入电压逆变成有效值基本不变的频率为50HZ的交流电，再由工频变压器升压得到220V交流电压。方案二：无工频变压器的逆变电源。直流-直流变流电路将输入的110V直流电压提高，再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。方案选择：方案一的效率一般可达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，体积大，波形畸变较重，带非线性负载的能力较差，

5、而且噪声大。而方案二的效率、可靠性高的同时，其响应速度、噪声、体积等性能都更好。因此我选择方案二。从而本设计应该包含有DC-DC、滤波电路、逆变电路以及控制部分。按设计要求，控制部分应采用PWM斩波控制技术，使输出交流电的频率为50HZ。因为各个功能模块有多种方案可供选择，每种方案有其各自的优点和适用范围，所以本设计的重点是对各功能模块进行方案论证和比较，并针对所选方案进行电路的设计，同时确定相关参数和性能指标。按设计要求，最终应该进行Matlab仿真及结果分析。1.2DC-DC方案论证与选择方案一：直接直流变流电路。该电路也称

6、作斩波电路，它的功能是将直流电直接变成另一种固定电压或可调电压的直流电，这种情况下输入和输出之间不隔离。25武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书方案二：间接直流变流电路。该形式的电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出的隔离。方案选择：方案一由于不采用变压器进行输入和输出的隔离，所以系统体积小、重量轻、效率高、成本低而且系统也不复杂。本设计采用方案一，由于没有进行隔离，所以应采取相应保护措施。直流直流变流电路的结构我选用常用的升压斩波电路，该电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。不

7、仅能起调压的作用，同时还能起到有效地抑制谐波电流噪声的作用。1.3逆变主电路的方案论证与选择方案一：半桥式逆变电路。在驱动电压的轮流开关作用下,半桥电路两只晶体管交替导通和截止。半桥电路输入电压只有一半加在变压器一次侧，这导致电流峰值增加，因此半桥电路只在较低输出功率场合下使用，同时它具有抗不平衡能力，从而得到广泛应用。半桥式拓扑结构原理图如图所示。图1.1半桥式逆变电路方案二：全桥逆变电路。全桥电路中互为对角的两个开关同时导通，而同一侧半桥上下两开关交替导通，将直流电压成幅值为的交流电压，加在变压器一次侧。改变开关的占空比，也

8、就改变了输出电压。全桥式电路如图所示。25武汉理工大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书图1.2全桥逆变电路方案三：推挽式逆变电路。推挽电路的工作是由两路相位相反的驱动脉冲分别加到逆变开关管Q1、Q2的基极，控制它们交替断通，使输入直流电压变换成高频的方波交流