【文章內容簡介】 變器輸出電壓的頻率成分以基頻50Hz和開關頻率f=15KHz為主。選擇截至頻率為開關頻率的1/10，即150Hz。這樣開關頻率中更高頻的交流分量將被衰減40dB以上，.RL=220V/=88輸出濾波電容的容量為： （34）輸出濾波電感量為： （35）167。 保護電路設計為保證電力電子系統(tǒng)正常工作，除了合理設計電路之外，增設電路保護措施是很有必要的。這是因為在裝置實際運行時，有許多隨機出現(xiàn)的干擾信號。這些干擾會導致系統(tǒng)工作不正常，甚至損壞系統(tǒng)。在電力電子系統(tǒng)中，功率開關管的保護是必不可少的。功率開關管是整個設備正常工作的核心部件，同時也是最容易受損壞的元件。而對于由蓄電池供電的逆變電源而言，蓄電池也需要有必要的保護，因為蓄電池過度放電會損壞蓄電池本身。下面針對本文設計的逆變電源，闡述在設計中對開關管和蓄電池采取的保護措施。在功率開關管的保護整個裝置中，功率開關管是最易損壞的元件，電路中出現(xiàn)的過流會導致其損壞，應該具有相應的過流保護。對于由蓄電池供電的逆變電源而言，蓄電池過度放電會損壞蓄電池本身，當蓄電池電量不足時，應該相應欠壓保護。對于橋式逆變電路，如果發(fā)生橋臂直通短路或負載發(fā)生短路時，流過開關管上的電流迅速增大，若不采取措施在很短的時間內，功率開關管被燒毀。短路與過載是兩種性質不同的故障狀態(tài)，短路故障一經出現(xiàn)，裝置就應該立即停止工作，因為短路電流在很短的時間內就會升到很高的幅值，可在瞬間損壞電路元件。對于短路故障必須立刻停機，這功能可以由串接在主功率回路中的快速熔斷器F2實現(xiàn)。與短路故障不同，系統(tǒng)短時的過載屬于正常工作狀態(tài)，如果過載一發(fā)生就停機則不利于系統(tǒng)的正常運行。同時采用幾種過電流保護措施，提高可靠性和合理性，電子電路作為第一保護措施，快熔僅作為短路時的部分區(qū)段的保護，直流快速斷路器整定在電子電路動作之后實現(xiàn)保護，過電流繼電器整定在過載時動作。圖36 輸入輸出采樣電路如圖36所示，對于電路過載，設計中將取樣繞組，經過整形、濾波間接檢測其電流是否過大，電壓取樣CY2直接輸入到滯環(huán)比較器LM393的同相輸入端（如圖37），其反相端為設定的參考電壓值。正常情況下，參考電壓值小于電壓采樣值，比較器輸出低電平，系統(tǒng)開始正常工作。欠壓保護是為了保護蓄電池，直接通過分壓電阻采樣，得到輸入采樣電壓CY1，電壓取樣CY1直接輸入到滯環(huán)比較器LM393的反相輸入端（如圖37），其同相端為設定的參考電壓值。正常情況下，參考電壓值大于電壓采樣值，比較器輸出低電平，系統(tǒng)開始正常工作。保護電路中，采用滯環(huán)比較器叫的作用是防止比較器的輸出在保護點附近反復跳動。滯環(huán)寬度取為2V。系統(tǒng)才能夠恢復正常工作。圖37 欠壓過流保護電路第4章 系統(tǒng)調試167。 信號板電路的調試在設計中存在輸出濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、等磁性元件，隔離變壓器初次級之間存在寄生電容，高頻干擾信號通過寄生電容耦合到次級；功率變壓器由于繞制工藝等原因，原、次級耦合不理想而存在漏感，漏感將產生電磁輻射干擾，為了避免這些電磁干擾，我將基于SG3525的SPWM波形調制電路繪制在一張PCB板，不妨稱之為信號板；把H橋逆變電路及濾波、升壓繪制在另一張PCB板上。本章給出調試步驟及各測試點的波形。1. 在J1上接上+12V和12V電源，則電源指示發(fā)光二極管D1，D2應該亮，測一下電流，+12V應該在50mA左右，12V應該在60mA左右，說明電路基本正常。2. 用示波器測S1點，應該看到正弦波，頻率在50Hz左右，若沒有波形（如圖41），則文氏邊路未起振，把R32()換成一個10K的滑動變阻器，使其放大倍數(shù)略大于3，則可使S1點為12Vpp的正弦波，振蕩器就基本調好了。圖41 S1測試點正弦波振蕩器輸出波形3. U3A，U3B組成一個精密整流電路，其特點是，經它整流的正弦饅頭波，失真很小，R15，R16，R17，R18的阻值一定要一致，否則，應該看到饅頭波，饅頭波的幅度約在4Vpp（如圖42），一般大于11V就會出現(xiàn)削頂，這樣精密整流電路就調好了。圖42 S2整流電路輸出饅頭波4. 用示波器測S3點波形，也應該是饅頭波（如圖43），再調滑變R33使饅頭波的谷點離開直流底線2V，這樣，加法器電路就基本調好了，等接上H橋再細調。圖43 加法電路輸出饅頭波5. 主芯片SG3525的第9引腳輸出為測試點S4，用示波器觀察S4點的波形，看是否為SPWM波，此測試點應為頻率15K的SPWM信號。6. 用一片NE5532即U1A、U1B組成一個50Hz同步方波發(fā)生電路。從文氏橋正弦波振蕩器過來的正弦波信號(約12Vpp值)，經二個電壓比較器U1A、U1B后，產生二路帶死區(qū)時間的低頻同步波，電路中R1，R2決定二路方波的死區(qū)時間。用雙通道數(shù)字示波器觀察SS6兩測試點的波形（如圖44），應該是互為反相的50Hz方波，其死區(qū)時間約為100μs。圖44 SS6測試點輸出的50Hz同步方波167。 信號板與H橋聯(lián)調1. 先把信號板上J2插頭用引線與逆變板連接起來。2. 這時用雙通道數(shù)字示波器觀查MOS管IRF540的G極波形（如圖4圖47），是否有高頻波死區(qū)延時2μs左右（如圖45）。圖45 H橋驅動波形及高頻波延時3. 光伏電池(12V)可以用實驗臺DG01上三相調壓輸出17Vpp值的交流電，經整流橋，濾波得到12V左右的直流電（切忌用試驗臺上+12V直接輸入，由于試驗臺上的+12V線性穩(wěn)壓源最大輸出功率不足30W）用來模擬光伏電池。4. 把示波器的探頭打在10：1檔，夾在H橋AC輸出的二個端子上，再接上一點負載，接一個100W的220V的燈泡。5. 接通信號板電源，H橋應該有正弦波輸出，燈泡會亮。6. 細調信號板上的R33，讓正弦波上下二個半波的過渡光滑自然，沒有階梯感；再調R35，慢慢調大，正弦波會出現(xiàn)削頂，再稍回調一點，讓正弦波頂部光滑自然，這樣整個系統(tǒng)就基本調試好了，觀察空載與帯載波形（如圖48）。圖46 H橋左上管和左下管的驅動波形圖47 H橋左上管和右下管的驅動波形167。 保護電路調試1. 欠壓保護測試：(1) 首先接一個100W的220V的燈泡，讓電路正常工作；(2) 調節(jié)實驗臺上的交流輸出大小，使得直流輸入降為10V，保護電路動作，繼電器打開，燈泡滅；(3) 使實驗臺上的交流輸出恢復，保護電路動作，繼電器關閉，燈泡亮。2. 過流保護測試(1) 首先接一個500W的220V的燈泡，讓電路正常工作。(2) 由于設定的額定功率為500W，此時再并聯(lián)一個100W的燈泡，負載過重，電流過大，快速熔斷器F2燒斷，燈泡熄滅。圖48 空載波形（左）帶載波形（右）結　論逆變技術是現(xiàn)代電力電子技術領域里最活躍的一個研究方向，它廣泛應用于工業(yè)、國防和家用電器等生產和生活領域。傳統(tǒng)的逆變器絕大多數(shù)為方波逆變器和準正弦波逆變器。這兩種逆變器雖然電路結構簡單，但輸出的電能質量較差，諧波分量大。而數(shù)字化正弦波逆變器成本較高，因此，本文提出的這種結構簡單，諧波畸變率低的正弦波實現(xiàn)方案。采用純硬件方式實現(xiàn)對逆變器的控制以及各種保護功能，并通過仿真對各種控制方案進行分析對比，最后制造了一臺樣機進行了實驗。實驗結果表明，光伏電源逆變器輸出波形理想，直流環(huán)電壓波動小。帶載時，逆變器輸出波形無大的畸變。由于脈寬調制芯片SG3525方法生成SPWM控制脈沖，逆變電路工作穩(wěn)定。實驗表明本設計對于小功率正弦波逆變器具有輸出波形好、整機成本低、適應性強等特點。但是也有不足之處，采用工頻變壓器升壓使得設備體積重量大、笨重，攜帶不便，功率密度不高。為了適應今后市場的發(fā)展，前級采用BOOST電路升壓，高頻逆變技術，后級逆變環(huán)節(jié)采用全橋電路，從而實現(xiàn)了直流輸入，標準市電輸出。采用高頻升壓變換、然后再全橋逆變是今后研究的方向。參考文獻[1] 熊娥. 光伏獨立逆變電源的研究[碩士學位論文]. 武漢理工大學, 武漢, 2009: 128130[2] 高嵩. 獨立式光伏逆變電源的研究[碩士學位論文]. 北京交通大學, 北京, 2008: 28[3] 謝嘉奎, 宣月清, 馮軍. 電子線路線性部分. 北京: 高等教育出版社, 1999: 5660[4] 童詩白, 華成英. 模擬電子技術基礎. 北京: 高等教育出版社, 2003[5] 閻石. 數(shù)字電子技術基礎. 北京: 高等教育出版社, 2004: 5060[6] 劉星平. 采用脈寬調制器SG3525控制的新型單相交流調壓電路. 機床電器, 2002, 第2卷 第2期: 23[7] 李國彬. 基于脈寬調制器SG3525的一種新型車載電源設計. 電子器件, 2007, 第30卷 第2期:89[8] 黃毛毛, 張有生. 單相逆變器電源的研制. 科技廣場, [9] 王海. 基于SG3525的單極性SPWM控制電路. 電源技術應用, 2007, 第10卷 第9期: 56[10] 石新春, 陳雷, 張玉平. 雙極性SPWM調制的單相工頻正弦波逆變器的設計. 通信電源技術, 2008, 第25卷 第4期: 34[11] 竇偉. 數(shù)字化控制DC/AC正弦波電源[碩士學位論文]. 四川大學, 成都, 2004: 1516[12] 陳永真, 韓梅, 陳之勃. 全國大學生電子設計競賽硬件電路設計精解. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2009: 129130[13] 林珊. 太陽能發(fā)電系統(tǒng)研究[碩士學位論文]. 廣東工業(yè)大學, 廣州, 1999: 45[14] [15] 任致程. 經典晶體管電子線路 300例. 北京: 機械工業(yè)出社, 2004. 101110[16] 《中國集成電路大全》編寫委員會. 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Our country used this technical standard in the early1990s introduction, before this uses the honeyb simulation migration technology, namely the first generation of GSM technology (on December 31, 2001 our country has closed simulation migration network). At present, China moves, China Uni to have a GSM net respectively, for world biggest mobile munication network. GSM system including GSM 900:900 MHz, GSM1800:1800MHz and GSM1900:1900MHz and so on several frequency bands. GSM (whole world mobile munication system) is one kind widely a