逆变器

逆变器（英语：power converter）是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电气设备；早期均采用旋转电机技术，在电力半导体技术成熟后便被取代，而由闸流体电路控制技术制成的称静止逆变器。该名称是依据电机机械分类为旋转电机和静止电机而来。

整流器（rectifier）、逆变器（inverter）及斩波器（chopper）皆为逆变器的其中一种。

原理与分类

电路形式

根据逆变器的电路形式与输出的交流信号，可分为半桥逆变器、全桥逆变器和三相桥式逆变器。

半桥转换器

半桥逆变器由两个开关串联组成，输出端位于两个开关的中点，由上下两个开关的开通、关断来决定输出的电压。半桥逆变器配合两个分压电容，可以输出双端之间的高频交流电。开关旁一般需要并联续流二极管，以便在感性负载时起到续流作用。半桥逆变器配合正负双电压源，可以输出双端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信号。

全桥逆变器

全桥逆变器由各含两个开关的两个桥臂连接成正方形组成，输出端的两端分别位于两组开关的中点，相当于取两个半桥的电压差，因此可以得到正负双向的交流输出。全桥逆变器可以不依赖外加器件，仅仅使用单电压源输出双端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信号。

三相桥式逆变器

三相桥式逆变器类似于全桥逆变器，但它有三个桥臂，输出端的三端分别位于三组开关的中点，取两两之间的电压差就可以得到三相电所需的三个相电压。根据三组共六个开关的开通顺序，三相桥式逆变器可以得到一组幅值相等、频率相等、相位相差120°的三相电信号。

有源与无源

根据输出端是否有源，又可以分为有源逆变和无源逆变。

有源逆变器

如果逆变器的输出需要直接并入电网，则属于有源逆变。在此情况下，输出端原本已经有电压波动，逆变器只是向外输出能量。由于输出端电压波动的影响，逆变器件可以自动关断，而无需在控制时予以强制关断，因此可以使用较廉价的半控器件如晶闸管。

无源逆变器

若逆变器输出需要直接使用，不并入电网，则属于无源逆变。在此情况下，由于输出端没有电压波动，逆变器需要严格控制通断，因此必须使用全控器件如可关断晶闸管等。

相控电路

若逆变器输出需要并入电网，或是需要驱动一个已经在转动的电动机等电感性负载，则逆变器输出信号的相位将至关重要。为了控制逆变器输出的相位，需要在逆变器中加入相控电路。常用相控电路的原理有如下两种：

相敏检测电路

相敏检测电路可以检测到交流波形中的某一特定点，如过零点、最高点等。当一个信号源每次到达此特定点时，通过调节其它信号源到达同样的点，以实现同相。由于交流电是时时变化的，这种前馈调节方式总存在一定的滞后，调节效果并不理想，要实现一定的相位差也较困难。

锁相环

主条目：锁相环

锁相环电路通过鉴相器获得各信号源的当前相位，并通过反馈调节方式使各信号源的相位趋于一致，调节效果好、精度高，也容易实现一定的相位差。

应用

逆变器的应用广泛，其主要应用如下：

光伏逆变器

主条目：光伏逆变器

光伏逆变器能够将光伏电池产生的直流电能转换为能够并网或直接使用的交流电能。光伏发电是极具发展潜力的可再生能源。随着光伏电池转换效率的提高，制造成本的降低，以及国家对于光伏发电的大力支持，近些年来光伏逆变器作为配套产品，也不断快速发展。

传统半桥式逆变器架构