PWM逆变器MATLAB仿真.docx

摘要

随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM 技术得

到了迅速发展，PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列

脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。PWM 控

制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大

量应用的逆变电路中，对大部分都是 PWM 型逆变电路。可以说 PWM 控制技术正

是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，从而确定了它在电力电子

技术中的重要地位。

本次课程设计以 IGBT 构成的单相桥式逆变电路为基础，控制并得到所需的

1 设计方案的选择 ....................................................................................................................3

2 逆变电路的原理及方案选择 ................................................................................................3

3 PWM 原理及控制方法 ..........................................................................................................4

4 滤波器设计 ............................................................................................................................6

5 PWM 逆变器仿真 ..................................................................................................................7

5.1 单相桥式逆变器仿真 .....................................................................................................7

5.2 PWM 仿真 .....................................................................................................................10

5.3 PWM 逆变器总体模型 .................................................................................................13

6 心得体会 ..............................................................................................................................17

参考文献 .................................................................................................................................18

若采用方案一，先升压再逆变，这种方案可靠性高、响应速度快、噪声性

能好、效率高，但升压电路会在初期产生超调趋势，若采用附加控制的办法减

小超调量则会增加逆变器的复杂度和设计成本。若采用方案二，这种方法效率

一般可达 90%以上、可靠性高、抗输出的能力较强，其缺点是响应速度慢、体

积大、波形畸变较为严重。由于两个方案各有优缺点，但方案二的设计更为简

单，所以我们选择方案二作为本次设计的最终方案。

2 逆变电路的原理及方案选择

逆变与整流是相对应的，把直流电变为交流电的过程称为逆变。当交流侧

接在电网上，即交流测接有电源时，称为有源逆变；当交流测直接和负载连接

时，称为无源逆变。根据交流侧是否与交流电网相连可将逆变电路分为有源逆

逆变电路输出电压的波形为方波而电流型逆变电路输出电流波形为方波，由于

题目要求对输出电压进行调节，所以本论文只讨论电压型逆变电路；根据输出

电压电流的相数又将逆变电路分为单相逆变电路和三相逆变电路，由于题目要

求输出单相交流电，所以本论文将只讨论单相逆变电路。

本次课程设计主要讨论单相电压型无源逆变电路，电压型逆变电路的开关

器件一般选择全控型器件如 IGBT,电力 MOSFET 等。

可供选择的有三种方案分别为：半桥式逆变电路，全桥式逆变电路，推挽

式逆变电路。半桥电路输出端的电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半，因

此，电压利用率低；但在板桥电路中，可以利用两个大电容自动补偿不对称波

形，这是板桥电路的一大优点。全桥式和推挽式的逆变电路的电压利用率是一

逆变器的主电路。

3 PWM 原理及控制方法

PWM 脉宽调制技术就是对脉冲宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲

宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形(含幅值和形状)。PWM 控制技术在

逆变电路中应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用中的

逆变电路中，绝大部分都是 PWM 型逆变电路。可以说 PWM 控制技术正是有赖于

在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，从而确定了它在电力电子中的重要

地位。PWM 的一条最基本的结论是：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯

性的环节上时其效果基本相同，冲量即窄脉冲面积，这就是我们通常所说的