我們都知道，變頻器和逆變器在我們現實生活中應用非常廣泛，但你知道他們的工作原理嗎？ 一、基礎概念AC：Alternating Current，交流電DC：Direct Current，直流電 逆變器：是把直流電能（如：電池、蓄電瓶）轉變成交流電（如：220V,50Hz正弦波），頻率也可調節。 轉換關系：『直->交』。 變頻器：將輸入的交流電轉換為所需頻率的交流電輸出。 轉換關系：『交->直->交』或『交->交』。 一般『交->直->交』比較常見，先將交流電轉換為直流，再將直流轉為交流，也就是“整流+逆變”。 『交->直』的原理相信大家都知道，但『直->交』估計很多人都不清楚，下面主要圍繞『直->交』來講述，也就是逆變器相關原理。 二、什么是交流電？交流電是指電流方向隨時間作周期性變化的電流，在一個周期內的運行平均值為零。

提示：通常交流電（AC）波形為正弦曲線（如：家用220V交流電），交流電可以有效傳輸電力。但實際上還有應用其他的波形，例如三角形波、正方形波。 三、正方形波A.C產生原理在講述正弦波生成之前，讓我們看看方波A.C是如何產生的。實際上，舊式逆變器就是用于產生簡單的方波作為其輸出。

正方形波A.C輸出方法：

如下如，一個輸入電源，通過控制4個MOS管的開關，就可以改變在A,B兩點電流的方向，該電路也稱為全橋逆變器。

1.正向電流接通S1和S4，斷開S2和S3，此時，通過AB點的電流為正向，如下圖：

2.反向電流與上面反之，斷開S1和S4，接通S2和S3，此時，通過AB點的電流為反向，如下圖：

四、脈沖寬度調制 - 純正弦波產生上面介紹了正方形波的產生原理，接下來講述正弦波的產生。 正方形波 ->正弦波的過程，我們稱之為脈沖寬度調制。 脈沖寬度調制的邏輯很簡單，以不同寬度的脈沖形式產生直流（DC）電壓。在需要更高振幅的區域，它會產生更大寬度的脈沖，如下圖所示：

提高精度如果你在很短的時間間隔內平均這些脈沖會發生什么？ 您會驚訝地發現平均脈沖的形狀看起來非常類似于正弦曲線。使用的脈沖越精細，正弦曲線的形狀就越好，如下圖：

五、如何制作脈沖以及如何做出平均值上面章節講述了實現產生正弦波的方法和原理，現在的問題是如何制作這些脈沖，我們以什么方式對它們進行平均？ 在實際的逆變器中，是通過兩個比較器實現的。比較器將正弦波與三角波進行比較。一個比較器使用正常的正弦波，另一個比較器使用反相正弦波。第一個比較器控制S1和S2開關，第二個比較器控制S3和S4，如下圖：

S1和S2確定A點的電壓，另外兩個開關確定B點的電壓。

你可以看到比較器輸出的一個分支配有邏輯非門。這將確保當S1為ON時，S2將為OFF，反之亦然。

這也意味著，我們永遠不能同時打開S1和S2（不會短路）。

PWM的開關邏輯很簡單，當正弦波值大于三角波時，比較器產生信號1，否則產生信號0。

六、比較器輸出

1.切換邏輯

Vsine > Vtrian

Vsine < Vtrian

現在根據該邏輯觀察第一比較器的電壓變化，MOS管上的控制信號為1，顯示了在A點產生的電壓脈沖。

應用相同的開關邏輯并觀察在B點產生的電壓，由于我們在A點和B點之間測量輸出電壓，因此凈電壓將是A和B之間的差值。

三角波越精細，脈沖序列就越精確：

七、濾波，平均

為了使其是真正的正弦波，還需要使用電感和電容等儲能元件來平滑電壓電流，它們被稱為無源濾波器。

電感器用于平滑電流，電容器用于平滑電壓。總而言之，通過逆變橋，良好的PWM技術和無源濾波器，你就可以產生滿足要求的正弦波電壓了。

八、拓展：多級逆變器上面我們講述的逆變器只有兩級電壓，如果我們再引入一個電壓等級怎么辦？

如上圖，使用電壓等級，就可以更好地逼近正弦波，并可以減少瞬時誤差。