導讀隨著新能源汽車的發展，消費者對新能源汽車的認可度也越來越高。與傳統燃油車關鍵部件不同，新能源汽車關鍵部件為“三電”系統即電池、電控、電機。其中，電控作為連接....

隨著新能源汽車的發展，消費者對新能源汽車的認可度也越來越高。與傳統燃油車關鍵部件不同，新能源汽車關鍵部件為“三電”系統即電池、電控、電機。其中，電控作為連接電池和電機的橋梁，負責將電池的直流電逆變為電機需要用的交流電，電控專業學名為逆變器，在電動汽車行業通俗稱為電機控制器。承擔著控制電機驅動和電制動的任務。

大家都知道，直流電（DC）是恒定的，而交流電（AC）是交變的，直流和交流之間是如何完成轉換的呢？

直流波形和交流波形

直流和交流的轉換需要控制兩個特性，一個是電流的方向另外一個是電流的大小。電動汽車逆變電路等效電路見下圖，我們把動力電池等效為電池、電機簡化為負載LOAD。

逆變等效電路

由下圖可見，通過開關的閉合、打開組合可以實現電流方向的變化。從而實現了交流電方向可變的目的。

電流方向

電流方向

交流電變化是有頻率的，如果電機要求的交流電頻率為50Hz，那么就意味著上述開關需要在1秒內完成50次的周期變化。而實際中不存在這樣的開關，實際在運用時我們采用MOSET管來代替開關，MOSET管頻率最大能達到1000KHz，能夠滿足在實際過程中的頻率要求。

moset管

moset管電路

在解決了電流方向和頻率的問題后，又如何將直流電的大小等效于交流電呢？通過MOSET管的“開”和“關”可以實現電流的有和無，從而輸出方波。當開關閉合時輸出一個常數值（高電平），當開關斷開時輸出值為0（低電平）。見下圖綠色波形即為方波。

直流方波

上圖中紅色方框內為方波的一個周期，可以看到周期內高電平（高峰）和低電平（低谷）的比例不同其平均值也不同。青色的波形為周期內方波的平均值，可見周期內常數值時間越長，平均值越高。最后上面方波的平均值波形就變成了下面的波形。

通過開關組合改變電流方向，那么整個周期內波形如下

可以看到，通過開關的組合和開合時間變化，通過方波組合出了一條近似正弦波的波形。如果通過減少每個方波的周期時間，那么曲線就會越來越平滑，方波平均值就會無限接近正弦波，此處方波平均值波形和正弦波的效果是等效的,這就完成了直流到交流的逆變。

最后還剩下一個問題，在實際的逆變過程中，我們又如何知道一個方波周期內高電平和低電平各占多少呢？在實際的波形調制過程中還需要用到一個電子元器件叫比較器，比較器輸出的信號用于控制MOSET管的通斷，等效電路圖見下圖。圖中大三角形為比較器，小三角形為二極管，二極管的作用是防止同一條支路上的開關（如下圖的S1和S2）同時導通發生短路。

調制電路

比較器中輸入兩個波形對比大小，分別為三角波和正弦波。見下圖。

比較波形

當正弦波小于三角波時比較器輸出0，而當正弦波大于三角波時比較器輸出1。這樣就可以輸出與正弦波特性匹配的方波控制信號并輸入到MOSET管，當輸出1時控制其“開”，輸出0時控制其“關”，從而可以根據信號控制開關輸出我們想要的等效的逆變波形，最終控制電機轉動，完成了整個逆變過程。

結語

逆變器作為電動汽車的重要部件，文章通過等效電路和波形通俗地給大家講解了逆變的原理和過程，但是在實際的操作過程中還涉及到部件選型、材料及軟件編程等各種條件限制，比原理還要復雜得多。