一、单相电压型逆变电路仿真模型
1.电路原理
单相电压型逆变电路是一种常见的逆变电路拓扑结构，通常用于将直流电压转换为交流电压。其主要特点是输出电压为单相交流电压。在这种逆变电路中，一般会使用开关器件来实现电压的转换。
单相电压型逆变电路的基本工作原理是通过控制开关器件的导通和关断来改变电路中的电压极性，从而实现直流到交流的转换。通过适当的控制开关器件的导通时间和关断时间，可以获得所需的输出交流电压波形。直流输入信号首先通过滤波器进行滤波处理。滤波器主要由一个大容量的滤波电容和一个小阻值的滤波电阻组成，在这个过程中，高频噪声被短时间内充放电而被消除。 交错控制开关管。在单相逆变器中，开关管是最重要的元件之一。在正半周期和负半周期中，开关管的控制是不同的。在正半周期，当开关管导通时，输出端的电压为正；当开关管断开时，输出端的电压为零。在负半周期中，当开关管导通时，输出端的电压为零；当开关管断开时，输出端的电压为负。 输出信号再次经过滤波器进行处理，进一步消除高频噪声。 输出信号经过变压器进行处理，最终得到所需的交流电输出。 此外，逆变电路在单相电压型逆变电路中也扮演着重要角色。其中的二极管，特别是反馈二极管或续流二极管，在能量反馈和负载电流的续流过程中起着关键作用。
LC滤波电路的作用 谐波抑制：LC滤波电路的主要作用是通过电感的电流和电容的电压变化来实现对谐波频率的抑制。 波形优化：在单相逆变电源系统中，LC滤波电路有助于减小输出波形的谐波含量，使波形更加平滑和稳定。
2.电路模型
3.电路模型参数
（1）非移相调压方式驱动脉冲参数设置：
对角开关管IGBT1、IGBT4驱动脉冲相同，同时开通，同一桥臂IGBT1（IGBT3）、IGBT2（IGBT4）驱动脉冲互补。驱动脉冲如下图所示。
二、仿真分析
1.不带LC滤波输出波形
输出波形如下图所示分别为IGBT1驱动脉冲、IGBT1电压电流、输入电压、输出电流、输入电流、输出电压（从左到右、从上到下）
从图中可以看出输出电压为±180°方波电压，并且要改变输出交流电压有效值只能调整输入直流电压的大小。
2.带有LC滤波输出波形
输出波形如下图所示分别为IGBT1驱动脉冲、IGBT1电压电流、输入电压、输出电流、输入电流、输出电压（从左到右、从上到下）
从图中可以看出，相比较于不带有 LC滤波输出电压波形，输出电压波形变为正弦波，对输出电压波形进行FFT分析，如下图所示：
从图中可以看出输出电压波形的谐波含量只有2.48%，小于一般规定的3%，说明LC滤波电路具有较好的滤波作用。
三、总结
单相电压型逆变电路作为一种重要的电力电子装置，具有其独特的优点和缺点。以下是对其优缺点的详细分析：
优点：
-
高效节能：单相电压型逆变电路采用先进的功率转换技术，具有较高的能量转换效率。在转换过程中，电能损失较小，从而提高了能源利用率。
-
控制灵活：该电路可以根据实际需求，通过调整开关元件的开关频率和占空比，实现输出电压和频率的灵活调节。这使得它在各种应用场景中都能满足不同的电源和负载需求。
-
稳定性好：单相电压型逆变电路通常具有较宽的输出电压范围，并且内部电路设计精良，能够保证稳定的输出电压和频率。这使得它在需要稳定电源的领域中得到了广泛应用。
-
体积小、价格低：相对于其他类型的逆变电路，单相电压型逆变电路体积较小，便于安装和移动。同时，由于其主要使用的器件为普通的开关管或晶体管等，价格相对较低，降低了使用成本。
缺点：
-
输出功率受限制：由于单相电压型逆变电路只有一条输入直流电路，其输出功率受到一定限制，可能无法满足大功率负载的需求。
-
效率损失：尽管单相电压型逆变电路具有较高的能量转换效率，但在能量转换过程中仍存在一定的能量损失，导致整体效率略低于直接使用交流电。
-
维护成本高：虽然逆变电路本身具有较长的使用寿命，但由于其内部元件的复杂性和高精度要求，一旦出现故障，维护成本可能较高。
综上所述，单相电压型逆变电路在高效节能、控制灵活、稳定性好等方面具有显著优势，但在输出功率和效率方面仍存在一定的局限性。因此，在选择使用单相电压型逆变电路时，需要根据具体应用场景和需求进行权衡
更多分享及交流，欢迎关注公众号，持续更新中
需要仿真文件可关注淘宝店铺或者咸鱼店铺：北纬的小熊
或者淘宝扫描二维码查看商品
