目录
[3.2、单逆变桥 3 电平控制时序](#3.2、单逆变桥 3 电平控制时序)
视频链接：文字来自链接里txt
逆变电路（一）-电源管理在线培训- 德州仪器（TI）官方视频课程培训 (21ic.com)
1、全桥逆变
全桥逆变构成一个 H 桥 ，四个开关 ：
交替让 1、4 导通 ，负载上流过从左到右的电流 ，然后让 2、3 导通 ，流过由右向左的电流 ，++负载上得到了交流电++ ，这就是全桥逆变 。
1.1、全桥逆变SPWM仿真
仿真的时候 ，我们把时间++开关设定为互补导通++ ，我们看仿真 ±10V 的方波电压 ，我们下面来仿真 SPWM 波形 ：
逆变电路通过 PWM 控制 ，可以滤波输出任意信号 ，通过面积等效原理 ，那么滤波输出 ，如果不滤波它肯定还是方波 ，滤波以后才能够得到任意波形 ，为了驱动方便，上桥臂使用 PMOS ，下桥臂使用 NMOS ，使用可编程电源来模拟 SPWM 信号 。
SPWM 信号驱动的合成 ：
选择受控源 Controlled Sources ，选择 VCVS 也就是压控电压源 ，在属性里面选择两输入信号的压控电压源 ，编程写上 ，当电源 1 大于电源 2 的电压的时候 ，输出电压为 10V ，否则为 0V ，这句代码的含义 ，实际上就是一个电压比较器 ，如果 1 高就是 10V，2 高就是 0V ，得到可编程电源 ，两输入电压的压控电源以后 ，对输入信号进行设置 。
调制波 50Hz 的正弦波 ，另一路是载波 1kHz 的三角波 ，这就是我们得到的可编程电源 ，调制波就是目标波形 ，你希望最终的 SPWM ，逆变等效出来的波形长什么样 ，你就给调制波什么样的波形 ，我们这里给的是 50Hz 的正弦波 ，载波 1kHz 三角波 ，那我们比较器比较出来得到的 SPWM ，就是面积等效为 一个反相的 50Hz 正弦波 ，++这个时候电压最低 ，这个占空比最宽 ，等效的电压越高 ，++ 这就是 SPWM 原理 ，我们虽然这里是用可编程电源来模拟 ，实际上在硬件获得 SPWM 的驱动信号 ，也是用电压比较器的原理 ，我们看控制逻辑 ：
对于 N 型管来说是高电平开通 ，对于 P 型管来说是低电平开通 ，因此正好左边我们用一路受控源 ，来进行控制 ，右边用另外一路受控源 ，它们的区别就是电压比较器的符号 ，一个是小于，一个是大于 ，它们就是相反的逻辑 ，这是 SPWM 的输出仿真 。
2、半桥逆变
C1、C2 是两个很大的电容 ，因此我们可以认为它将 V1 电压 ，平分为两个 5V ，前半周期开关 1 闭合，开关 2 断开 ，负载上流过自右向左的电流 ，后半周期开关 2 闭合 ，负载上流过自左向右的电流 ，因此它负载上得到的也是交流电 ，我们看半桥逆变的仿真 ，输出的交流峰值电压为 5V ，只有全桥的一半 ，那么全桥逆变和半桥逆变都可以用于大功率电路 。
2.1、本课小结
（1）全桥逆变电路的基本原理 ：
四个开关构成 H 桥 ，对角线轮流导通 ，就在负载上形成交流电 ，把直流电变成交流电了 ，这就是全桥逆变 。
（2）SPWM 合成原理 ：
目标波形、载波 ，两个进行电压比较 ，形成 SPWM 控制信号 ，面积等效 ，这个 SPWM 控制信号 ，用来控制 H 桥 ，再经过滤波 我们就可以得到真正的输出电压 ，就长成目标波形这个样子 ，这就是 SPWM 原理 ，输出还是方波 ，这个地方有一点变形是因为滤波单元 ，滤完以后面积等效为正弦波 。
（3）半桥逆变电路基本原理 ：
两个大电容将直流电压平分 ，可以当成两个电池来看待 ，那么开关 1 闭合 ，顺时针电流 ，开关 2 闭合 ，一样可以形成交流电 ，但是它++省了两个开关++ 。
3、多重逆变（间接的"交-直-交-直"变流）
看一下 这种交-直-交-直变流的好处在哪 ？
50Hz 的交流电先整流变成直流 ，然后再逆变成 50kHz ，频率增高的交流 ，再进行降压和整流 ，那么与直接对 50Hz 进行降压和整流相比 ，变压器，高频变压器体积要小得多 ，滤波电容的滤波效果也要好得多 ，如果对 50Hz 进行滤波 ，即使用了 10000μF 的电容 ，滤波效果都很勉强 ，但是开关电源的滤波电容 ，一般就是百微法量级 。
滤波的仿真效果对比 ：
黄色波形是 50kHz 整流输出效果 ，粉色的是工频它直接滤波的纹波效果 。
3.1、多电平逆变的目的
【目的】：在负载测减少谐波 ，让输出的电流电压波形更接近于正弦波 。
来看单个的逆变单元 ：
通过 SPWM 面积等效 ，已经可以认为长得有点像正弦波了 ，但如果让这三个单元的 SPWM ，错一定相位再进行串联 ，我就可以得到更多电平的 SPWM ，无疑最后一个波形要++更像正弦波 ，它含的谐波更少++ ，多电平逆变的目的 ，由于高速开关无法串联来提高耐压 ，我们觉得耐压不够 ，你串两个开关 ，但是因为高速开关你很难 ，控制它们同时开通、同时关断 ，因此当你一个开关先开通 ，那么所有的电压 ，都会加载在另外一个开关上 ，你还是扛不住高压 ，所以对于高速开关来说 ，是没法串联来使用的 ，那么我们碰到高压设备怎么办呢 ，
我们是把它先变成电源 ，用电源单元进行串联 ，就是装置的串并联 ，而不是器件的串联 ，这个是一个目的 。
++第二个好处是如果单个电源损坏 ，我们可以快速旁路++。
我们看这是一个高压变频器 ，比如高压输出三相交流电的 ，这么一种设备 ，它每一项由四个逆变桥组成四单元 ，假如有一个坏掉了 ，我就让它短路旁路掉 ，那么原本完全对称的时候 ，三相的相位差是 120° ，现在由于这个地方 ，这根线短了一截 ，那么我只要控制 ，把它变成 128° 相位差 ，它又可以构成一个线电压为等边三角形 ，可以继续使用 ，虽然电压有一定的减小 ，但是还是一个可以用三相电 。
3.2、单逆变桥 3 电平控制时序
一个单个的逆变桥认为是三电平输出 ， 1，-1 ，零 ，所以叫三电平逆变 ，逆变桥输出零伏电压并不是高阻 ，也就是说只有 1、2 导通 ，或者是 3、4 导通 ，这两点认为是零伏 ，如果你 1、2、3、4 都不导通 ，那是断路 ，这样的逆变单元是没有办法进行串联的 ，它等于把别人给断开了 。
正确的控制方法是 ：
上下桥臂互补 180° 导通 ，左右桥臂错开相位 ，也就是排列得挺整齐的 1、2、3、4 。
1、2 导通 ，1、2 导通被短路了 ，零，电平为 0 。
1、4 导通，对角线导通 ，电平为 1 。
3、4 导通，电平为 0 。
2、3 导通，电平为 -1 ，这是三电平逆变 。
我们用三个逆变桥进行串联 ，那么经过控制可以得到 -3、-2、-1、0、1、2、3 七种电平 。
也就可以把它变成七电平逆变 ，我们七电平逆变控制时序仿真 ，三个桥的输出 ，输出 1、0、-1 ，都是输出 1、0、-1 ，错开 30° 相位 ，最后合成出来了 ，这么一个七电平的输出信号 。
3.3、大功率设备的功率因数
功率因数的本质是电网容量的利用率 ，那么对于单一大功率设备 ，例如我们几千千瓦的变频器 ，它对电网影响很大 ，我们在整流级 ，需要尽可能多地错开相位工作 ，以提高功率因数 ，那么对于刚刚我们前面提到的 ，如果你是三个逆变桥进行串联 ：
这么一种多电平逆变 ，它前面接的整流桥的电源也是错相位的
3.4、本课小结
交-直-交-直变流的意义 ：多了这个直流-交流环节的好处是低频交流变成高频交流 ，虽然都是交流 ，但是有本质区别 ，高频化以后器件体积减少，效率增高 。
多电平逆变的意义 ： 单个逆变桥是三电平逆变 ，它通过 SPWM 可以面积等效出正弦波 ，但是效果不是很好 ，如果用三个逆变桥进行串联 ，就可以得到七电平逆变 ，那么无疑得到的正弦波效果要更好 ，而且多个单元串联工作可靠性高 ，它也有助于克服 ，高压的开关不能串联这个问题 ，我的三个装置可以串联 ，但是我的开关不能串联 ，这就是多电平逆变的意义 。