全桥逆变器的工作原理超简单解读 - 详解

全桥逆变器的工作原理

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通过在电阻。此时注意开关S1和S4打开时的电流，以及通过负载的路线，然后把这个动作调换一下，把S2和S3打开，并关闭S1和S4。就是逆变器能够将直流电转换为交流电，如图中所示，有四个开关和一个电源，这个电路被称为全桥逆变器，输出则

图中对应开关序列：

S1 S2

S3 S4

很明显，电流经过电阻，以相反的方向流通，这就是产生方波交流电的基本技巧。

可是一般家庭应用的交流电器电频率基本都是50赫兹，这就意味着每秒必须完成100次的闭合。手动或者机械是无法完成的，所以这里需要引入mosfet开关。它们每秒可以打开或关闭数百次方波输出。

方波逆变器的局限性

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使用了方波逆变器。就是在以往很长一段时间里得到了广泛的应用。能够回忆一下，在使用某些电器时会听到一些摩擦的声音，那就

方波输出含有高频谐波，导致电器噪音（如“嗡嗡”声）和效率损失。早期电器可能兼容方波，但现代精密设备要求更平滑的正弦波以减少损耗和干扰。

正弦波逆变器的PWM技术

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不过现在的很多电器都是应用正弦波逆变器，注意正弦波逆变器的关键技术是PWM脉冲调制技能。它的逻辑很简单，就是以不同宽度的脉冲产生直流电，在需要更大振幅的区域产生更宽的脉冲。

正弦波逆变器采用脉宽调制（PWM）技巧，通过调节脉冲宽度模拟正弦波电压。关键步骤：

• 信号生成：比较正弦波与高频三角波，当正弦波幅值高于三角波时，输出高电平脉冲，反之输出低电平。
• 开关控制：两对比较器分别控制A、B点电压。例如，正半周正弦波控制S1/S2，负半周控制S3/S4，并通过逻辑门避免上下桥臂直通。
• 脉冲精细化：三角波频率越高，生成的PWM脉冲序列越接近理想正弦波。

正弦波的脉冲看起来就像这样，不过现在有个棘手的难题，如果在一小段时间间隔内取这些脉冲的平均值，那会发生什么呢？如图所示，你会发现外冲平均值的形状看起来与正弦曲线非常相似，使用的脉冲越精细，正弦曲线的形状就越好。那么这样的脉冲如何实现呢？

一个正弦波和三角波的信号发生器。就是我们切回刚才的线路板，不同的是多了两个比较器，它

其中一个比较器使用正常的正弦波，另一个则是导正弦波，第一个控制S1和S2，第二个控制S3和S4，S1和S2决定负载电阻左侧的电压电平，另外两个则决定了负载电阻右侧的电压电平。这里可以看到两个比较器，确保了两条路线无法同时打开。

脉冲调制驱动逻辑也比较简单，当正弦波的值大于三角波的值时，比较器产生一个信号，否则信号则为零。根据这个逻辑观察，比较器中电压的变化，控制信号打开了mosfet，产生了电压脉冲。三角波越是精细，脉冲序列就越精准。那么我们如何使其平均呢？

现代应用

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高频PWM（如20kHz以上）结合高性能MOSFET和数字控制，可建立高效（>90%）、低谐波失真（<3%）的正弦波逆变，适用于太阳能系统、UPS等场景。