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)(編輯修改稿)
2025-07-15 18:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一個逆變系統(tǒng)將太陽能電池輸出的直流電壓變換為220V、50Hz交流電壓，以便于使用。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、0~150W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變換，前后級之間完全隔離。在控制電路上，前級推挽升壓電路采用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，增強(qiáng)了該電源的可靠性和安全性?！ ≡撾娫纯梢栽谳斎穗妷簭?0．5V到15V變化范圍內(nèi)，輸出220V177。10V的正弦波交流電壓，頻率50Hz177。O．5Hz，直流分量 l 主電路 逆變電源主電路采用推挽升壓和全橋逆變兩級變換，如圖1所示?！ ≥斎腚妷阂欢私釉谧儔浩髟叺闹虚g抽頭，另一端接在開關(guān)管S1及S2的中點(diǎn)?？刂芐1及S2輪流導(dǎo)通，在變壓器原邊形成高頻的交流電壓，經(jīng)過變壓器升壓、整流和濾波在電容C1上得到約370 V直流電壓。對S3～S6組成的逆變橋采用正弦脈寬調(diào)制，逆變輸出電壓經(jīng)過電感L、電容C2濾波后，最終在負(fù)載上得到220 V、50 Hz的正弦波交流電。采用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)前后級之間的隔離，有利于提高系統(tǒng)的安全性。 輸入電壓10．5～15 V，輸入最大電流15 A，考慮一倍的余量，推挽電路開關(guān)管S1及S2耐壓不小于30 V，正向電流不小于30 A，選用IRFZ48N?！ ∩龎焊哳l變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足在輸入電壓最低時，副邊電壓經(jīng)整流后不小于逆變部分所需要的最低電壓350 V，同時輸入電壓最高時，副邊電壓不能過高，以免損壞元器件。同時也必須考慮繞線上的電壓降和發(fā)熱問題。選EE型鐵氧體磁芯，原副邊繞組為7匝：300匝。關(guān)于高頻變壓器的設(shè)計(jì)可以參考文獻(xiàn)。 變壓器副邊輸出整流橋由4個HER307組成．濾波電容選用68μF、450 V電解電容?！ 「鶕?jù)輸出功率的要求，輸出電流有效值為0 6～ A，考慮一定的電壓和電流余量，逆變橋中的S3～S6選用IRF840。逆變部分采用單極性SPWM控制方式，開關(guān)頻率fs=16 kHz?！ 〖贈]濾波器時間常數(shù)為開關(guān)周期的16倍，即諧振頻率取1 kHz，則有 濾波電感電容LC≈2．5103，可選取L=5 mH，C=4．7μF。濾波電感L選用內(nèi)徑20 mm，外徑40 mm的環(huán)形鐵粉芯磁芯，繞線采用直徑O．4 mm
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