本设计主要研究的是逆变与负载系统，而逆变器就是一种能把12V直流电转化为220V/50Hz交流电的电子装置。逆变器在日常生活中应用很广泛,比如笔记本电脑、录像机和一些电动工具的供电系统上。本设计又采用风光供电系统，既起到了节约能源保护环境的作用，又解决了偏远地区居民的用电问题。
本设计主要研究的内容包括：1、风光互补型正弦波逆变器的主回路设计，包括拓扑结构的选择、功率开关器件、主变压器以及滤波电容等的参数的计算。2、分析正弦波脉冲宽度调制（SPWM）技术3、通过一台25W的电机，来进行实验数据及波形的分析，验证设计的合理性。总之，本设计采用高频逆变器，具有降低噪声、提高反应速度以及灵活调整电路等多个优点。设计符合逆变电源的小型化、轻量化、高频化以及高可靠性、低噪声的发展趋势。
关键词： 风光互补   逆变器   功率开关器件     
一、绪论    1
（一）能源综述    1
（二）太阳能和风能    2
（三）风光互补系统    3
（四）选题意义和主要研究内容    4
二、逆变电路的结构    6
（一）逆变技术    6
（二）逆变主电路的选择    7
（三）升压环节拓扑结构的选择    9
（四）逆变电路拓扑结构的选择    12
三、逆变系统与脉宽调制技术    14
（一）逆变器系统    14
1.逆变系统总框图    14
2.DC-DC总框图    14
3.DC-AC总框图    15
（二）脉宽调制技术    16
1.脉宽调制技术    16
2.正弦波脉宽调制    16
3.SPWM波形的计算    18
四、逆变系统各电路的设计    20
（一）DC-DC的直流升压电路    20
1.DC-DC升压控制芯片的设计    20
2.升压变压器的设计    22
3.升压功率MOS管的设计    26
4.整流二极管的设计    27
（二）DC-AC的逆变电路    28
1.SPWM产生芯片的设计    28
2.高压驱动芯片的设计    32
3.逆变功率器件的设计    34
4.输出滤波器的设计    34
总结    36
致谢    37
参考文献    38
附录1  逆变器原理简图    39
一、绪论   
（一）能源综述
1.能源的定义与重要性
能源是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可做工的物质的统称，指的是能够直接取得或通过加工、转换取得有用能的各种资源，包括生物质能、煤炭、煤层气、原油、天然气、风能、水能、太阳能、核能、地热能等一次性能源和成品油能、电力、热力等二次能源，以及其他新能源以及可再生能源。可见，能源是一种呈现多种形式的，并且可以互相转换的能量的源泉。简单地说，能源就是自然界中能为人类活动提供某种形式能量的物质资源。
总而言之，能源是人类活动的物质基础。从某种意义上来讲，人类社会的发展离不开优质能源以及先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展、能源和环境，是全世界、全人类所共同关心的问题，是我国社会经济发展面临的重要问题，是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，也是人类赖以生存的基础。

2.新能源的发展现状和趋势
    新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，或是刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、核聚变能、水能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
    国际能源部对2000-2030年国际电力的需求进行了研究，结果表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。国际能源部的研究结果认为，在未来30年内，非水利的可再生能源发电要比其他任何燃料的发电都要增长的快，年增长速度近6%。并且在2000-2030年间，其总发电量将增加5倍。
    我们都知道，传统能源是不能大力发展的能源方式，因为它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源，更将会导致社会不健康发展，如果大规模开发，必将导致局部区域地面表层土壤环境的破坏，再次引起生态环境变化。而我国能源的需求的增长和化石能源尤其是石油和天然气生产量相对不足，打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局，石油进口量连年增加，也加剧了我国进入世界能源市场的竞争。但国际贸易存在着很多的不确定因素，所以大力发展可再生能源，能够相对减少我国对进口能源的依赖程度。
总之，对于地球长期的发展来讲，风能和太阳能是取之不尽、用之不竭的健康能源，所以它们必将成为今后替代能源的主流。



（二）太阳能和风能
1.太阳能
    随着社会的发展和人类文明的进步，太阳能将会在我们的日常生活中扮演愈来愈重要的角色，因为太阳能与常规能源相比有如下几个显著的特点：
    1太阳能的广泛性
太阳辐射到处皆是，就地可用，无需运输或输送，对于山区、沙漠、海岛等落后的偏僻边远地区，用户只需投资建造好太阳能系统之后，就剩平时的日常维护了。  
2太阳佳的清洁性
矿物燃料在燃烧时会释放出大量的各种气体，同时燃料工作时会排出放射性物质，它们都会使环境受到污染，而利用太阳能可以大大减轻环境污染。
3.太阳能的永久性
太阳辐射已经进行了几十亿年，据专家估计太阳的寿命大约仍有5×l09亿年，因此相对其他燃料而言，可以认为它是一个永久性能源。
总的来说，利用太阳能在有其巨大优点的同时，也有严重的缺点。所以在考虑太阳能利用时，不应只从优越性方面考虑，还应从经济、环境保护、生态、居民福利、特别是国家建设的整体方针来全面考虑研究。
2.风能
目前来看，在中国市场的可再生能源产业中，风能市场前景诱人。因为风能资源更具有可再生、永不枯竭、无污染等特点，综合社会效益高，而且风电技术开发最成熟、成本最低廉。
我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源丰富。根据中国气象研究院估算，风能资源的总储量约32.26亿千瓦，而平均的功率密度为100瓦/米²，经过细致研究，可以开发并且利用的海上风能储量约为7.5亿千瓦，陆地上风能储量约为2.53亿千瓦，而非整层大气或整个近地层内的风能量。若把海上风能估计在内，则可以达到10亿千瓦以上。
从风能的利用上来看，近年来，我国国家计委实施的“乘风计划”、国家经贸委实施的“双加”工程风电专相、国家科技部组织的“九五”能源科技攻关项目，均反映出国内企业对此项工作的重视程度。而据德意志银行最新布的报告预计，全球风电发展正在进入一个迅速扩张的阶段，风能产业将保持每年20%的增长速度，到2015年，该行业总产值将增至目的水平的5倍。
由此可见，风能的发展具有广阔的空间。
（三）风光互补系统
1.风光在资源上的评价
偏远地区的用电负荷都不大，所以采用电网送电就比较的不合理，而只能在当地直接发电，一般最常用的就是采用柴油发电机。但是柴油的储存、运输对于偏远地区来说成本太高，而且难以保障，因此柴油发电机只能作为一种短时的应急电源。而要解决长期稳定可靠的供电问题，只能依赖当地的自然能源，同时太阳能和风能也是最普遍的、就地可取的可再生自然资源，所以实用性很大。
太阳照射着地球的每一片土地，太阳能可以说是地球上一切能源的来源。而风能则是它在地球表面呈现的另外一种表现形式。因为地球表面呈现不种形态（如水面、植被
地面和沙土地面），所以吸热系数也不同，温差也就在地球表面形成，而后空气与地表的温度不同，导致空气对流从而出现了风能。这就可以说明，风能与太阳能在地域和时间上都具有极佳的互补性。由下图1-1某地一天中风能与太阳能资源的分布情况来说明一下。
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