13款逆變電源的設(shè)計(jì)技術(shù)及具體應(yīng)用案例

1、 13 款逆變電源的設(shè)計(jì)技術(shù)及具體應(yīng)用案例利用晶閘管電路把直流電轉(zhuǎn)變成交流電,這種對(duì)應(yīng)于整流的逆向過程，定義為逆變。把直流電逆變成交流電的電路稱為逆變電路。在特定場合下，同一套晶閘管變流 電路既可作整流，又能作逆變。逆變電源廣泛運(yùn)用于各類：電力、通訊、工業(yè)設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、軍用車載、醫(yī)療救護(hù)車、警車、船舶、太陽能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域。 本文為大家介紹的是幾款不同原理的逆變電源的設(shè)計(jì)原理和方案。一款具有并聯(lián)諧振的逆變電源電路設(shè)計(jì)原理與方案本文提出了一種應(yīng)用于感應(yīng)加熱的并聯(lián)諧振逆變電源設(shè)計(jì)方案，針對(duì)其主電路、斬波電路及逆變器控制電路等進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。三相交流電壓通過不控整流及濾波 電路后轉(zhuǎn)換為直流電

2、壓，該電壓被送到直流斬波器進(jìn)行斬波調(diào)節(jié)，變?yōu)楣β士烧{(diào)節(jié)的近似恒流源后輸入逆變器，之后控制感應(yīng)加熱負(fù)載。直流斬波控制部分則通過傳 感器檢測斬波輸出的電流信號(hào)，經(jīng) PI 調(diào)節(jié)器，控制 PWM 的輸出脈寬，從而改變斬波輸出電流的大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。逆變器控制部分采用鎖相環(huán)頻率跟蹤電路控 制逆變器的工作頻率，產(chǎn)生高頻觸發(fā)脈沖，驅(qū)動(dòng)逆變電路中功率器件的通斷。基于 Matlab 的孤立逆變電源設(shè)計(jì)方案本文設(shè)計(jì)的基于 PWM 的孤立逆變電源，其控制模型采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略，電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)均采用 PI 控制方式。應(yīng)用 Matlab 軟件建立 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行仿真，通過仿真驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的

3、合理性，以及雙環(huán)控制策略的應(yīng)用效果，分析仿真結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的合理性和有效性?；?ATmega8 單片機(jī)控制的正弦波逆變電源本文所設(shè)計(jì)的逆變器是一種能夠?qū)?DC 12V 直流電轉(zhuǎn)換成 220V 正弦交流電壓，并可以提供給一般電器使用的便攜式電源轉(zhuǎn)換器。逆變電源的電路設(shè)計(jì)先變壓，后變頻，即先將直流電壓轉(zhuǎn)為高頻交流電，再將高頻交流電轉(zhuǎn)換為 50 Hz 的正弦交流電源。小功率智能化中頻逆變電源的研制 小型化和高性能本文研制一種基于 TMS320LF2407A 數(shù)字信號(hào)處理器和 PS21964 智能功率模塊（IPM）的智能化 SPWM 中頻逆變電源控制系統(tǒng)。對(duì)中頻逆變電源的功率主電路、控制電路

4、以及保護(hù)電路等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。實(shí)現(xiàn)了中頻逆變電源小型化和高性能的技術(shù)要求。基于 87C196MH 的車載逆變電源設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)巧妙地利用了高功率因數(shù) PWM 控制芯片 L4981A 的 Boost 結(jié)構(gòu)的功率校正電路來實(shí)現(xiàn)直流升壓變換器的設(shè)計(jì)。提出了一種以 87C19MH 為控制 核心，以 IPM為開關(guān)器件的逆變電源的設(shè)計(jì)方案。逆變電源系統(tǒng)采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，第一級(jí)是DC/DC 變換器，第二級(jí)是 DC/AC 逆變器；DC/DC 變換器將 110 V 直流電壓變換成400 V 直流電壓，DC/AC 逆變器則將此直流電壓逆變成有效值為 230 V頻率為 50 Hz 的交流電壓，以帶動(dòng)負(fù)載。且系統(tǒng)具有輸入過欠

5、壓、輸出過流、缺相、負(fù)載短路、超溫等保護(hù)功能。基于單片機(jī)的正弦波輸出逆變電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本文給出了一種用單片機(jī)控制的正弦波輸出逆變電源的設(shè)計(jì)，它以 12V 直流電源作為輸入，輸出 220V、50Hz、0150W 的正弦波交流電，以滿足大部 分常規(guī)小電器的供電需求。該電源采用推挽升壓和全橋逆變兩級(jí)變換，前后級(jí)之間完全隔離。在控制電路上，前級(jí)推挽升壓電路采用 SG3525 芯片控制，采樣變 壓器繞組電壓做閉環(huán)反饋;逆變部分采用單片機(jī)數(shù)字化 SPWM 控制方式，采樣直流母線電壓做電壓前饋控制，同時(shí)采樣電流做反饋控制;在保護(hù)上，具有輸入過、 欠壓保護(hù)，輸出過載、短路保護(hù)，過熱保護(hù)等多重保護(hù)功能電路，增

6、強(qiáng)了該電源的可靠性和安全性。直流電壓前饋控制數(shù)字逆變電源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本文針對(duì)直流側(cè)電壓擾動(dòng)時(shí)雙環(huán)控制逆變電源的輸出電壓波形發(fā)生畸變、幅值發(fā)生變化的現(xiàn)象，提出了通過輸入電壓前饋控制環(huán)來修正基準(zhǔn)正弦信號(hào)的幅值，從而改 善逆變電源輸出電壓質(zhì)量的三環(huán)控制方法。同時(shí)，借助于 DSP 強(qiáng)大的運(yùn)算能力和豐富的外設(shè)，實(shí)現(xiàn) HPWM 逆變電源的數(shù)字控制，從而簡化了硬件電路。仿真結(jié)果 表明，本文所提出的控制策略簡單實(shí)用，可有效地提高逆變電源在直流輸入電壓擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度，并降低了輸出電壓的總諧波?；?DSP 實(shí)現(xiàn)的開關(guān)逆變電源本文所描述系統(tǒng)由主電路和控制電路兩部分組成。主電路部分，采用移相式零電壓、零電

7、流全橋變換器和相控周波變換器。采用高頻環(huán)進(jìn)行逆變，全橋變換器部分， 利用可飽和電感 Lr 和隔直電容 Cr 實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)流的阻斷，可以在很寬的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超前橋臂的 ZVS 和滯后橋臂的 ZCS，減小了開關(guān)應(yīng)力，降低了損耗，提高 了工作效率?？刂撇糠?，采用快速、高效的 DSP 作為核心控制器，通過光耦隔離，并有 IGBT 自保護(hù)的專門驅(qū)動(dòng)芯片 EXB841 來驅(qū)動(dòng)主電路中的功率開關(guān) 管。與采樣電路，保護(hù)電路配合，可對(duì)輸出實(shí)行實(shí)時(shí)控制，具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和良好的輸出特性。基于 ARM Cortex-M3 和 DSP 的逆變電源設(shè)計(jì)本文描述了基于 ARM7 Cortex-M3 的單片機(jī) STM3

8、2F103 和T I C2000 系列 DSP 芯片 TMS320F2808 聯(lián)合控制的 IPS 核心控制電路， 所設(shè)計(jì)的 IPS 核心控制電路通過測試仿真及現(xiàn)場測試結(jié)果證明， 這種新型 IPS 設(shè)計(jì)改善了 IPS 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足 IPS 運(yùn)作的高要求， 而且豐富了遠(yuǎn)程監(jiān)控等人機(jī)交互接口， 從而也間接多方面節(jié)約用戶的管理成本?；?MT888ODTMF 的逆變電源的設(shè)計(jì)與開發(fā)本文提出基于 DTMF 遠(yuǎn)程通信的逆變電源系統(tǒng)。介紹 DTMF 收發(fā)控制器 MT8880 和三相 PWM 發(fā)生器 SA8282 的結(jié)構(gòu)特性，由 MT8880 與單片機(jī) 80C51 和 SA8282 及 IPM組成的基于 D

9、TMF 技術(shù)的逆變電源，具有低成本高可靠遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的功能，形成遠(yuǎn)程遙測遙控逆變電源，擴(kuò)大了逆變電源的 應(yīng)用范圍。 機(jī)車空調(diào)逆變電源控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)了一種機(jī)車空調(diào)機(jī)組用多逆變器控制系統(tǒng)，上位微機(jī)控制電路是該系統(tǒng)的核心控制部分，通過 CAN 總線將控制指令傳給逆變器控制電路，逆變器控制電路 根據(jù)控制指令產(chǎn)生不同頻率的 SPWM 信號(hào)控制逆變器工作；逆變器控制電路將各逆變器實(shí)際工作狀態(tài)、故障信號(hào)等通過 CAN 總線上報(bào)給上位微機(jī)控制電路。 與 原有空調(diào)電源逆變器控制系統(tǒng)相比，有體積小、重量輕、數(shù)據(jù)交換方便、運(yùn)行可靠、利于維修等優(yōu)點(diǎn)。CPLD 應(yīng)用航空 1l5V/400Hz 高頻鏈逆變電源本文采用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)來實(shí)現(xiàn)控制電路的設(shè)計(jì)。CPLD 是在 PAL、CAL的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的陣列型 PLD，具有高密度、高速度的優(yōu)點(diǎn)。 本系統(tǒng)采用的是 Altera 公司 MAX7000S 系列的 EPM7128SLC84-6 可編程器件，該器件采用第二代多陣列矩陣結(jié)構(gòu)，工作電壓為 5V，支持 系統(tǒng)編程，工作頻率可達(dá) 1515 MHz，具有 128 個(gè)宏單元，每個(gè)宏單元中的可編程擴(kuò)展乘積項(xiàng)可達(dá) 32 個(gè)，具有可編程加密位，可對(duì)芯片內(nèi)的設(shè)計(jì)加密。支持 CAN 總線的電動(dòng)車輔助逆變電源