【導讀】或電流的頻率和幅度按照人們的意愿或設備工作的要求來靈活地變化。,控制性能好,電氣性能指標好,由于逆變電路的工。出穩(wěn)定,紋波小。,由于逆變器工作頻率高,控制速度快,對保護。信號反應快,從而增加了系統(tǒng)的可靠性。另外,現(xiàn)代越來越復雜的電子設備對電源。求和外特性,同時還應當具備安全、可靠、高效、高功率因數(shù)、低噪音的特點,另外,無電磁干擾、無電網(wǎng)污染、省電節(jié)能也是我們應當認真考慮的設計要求。[1]魏偉.正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].電氣技術(shù),源[J].電子元器件應用,2021,08.[15]基于STC系列單片機的SPWM波形實現(xiàn).2021,.子技術(shù)進行電能變換的裝置,它從交流或直流輸入獲得穩(wěn)定恒頻的交流輸出。等多學科領域,是目前電力電子產(chǎn)業(yè)和科研的熱點之一。頻率,該信號經(jīng)輸出變壓器隔離。再由LC濾波器濾成正弦波。傳遞的過程通常表示為AC-DC?直流輸入、輸出隔離型的逆

　　

【正文】 :輸出電壓 :。靜態(tài)電流 :。輸出噪音電壓 :40uA。紋波抑制比 :78dB。輸出電阻 :17mΩ 。輸出電壓溫度系數(shù) :℃ 。 :輸出電流可達 不需外接補償元件內(nèi)含限流保護電流 ,防止負載短路燒毀元件內(nèi)含結(jié)溫過熱保護電路 ,防止結(jié)溫過熱燒毀器件內(nèi)含功耗限制電路 ,防止燒毀輸出驅(qū)動器晶體管 典型應用電路 : (1)+9V電池供電的 proteus仿真 :圖 12 9V電池供電仿真圖 (2)220V交流電源供電 : 圖 13 220 交流電源供電仿真圖 其中 ,C C2 分別為輸入端和輸出端濾波電容 ,RL 為負載電阻。 Proteus 仿真結(jié)果 : 圖 14 仿真結(jié)果 在實際應用中 ,應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱 器(當功率小的條件下不用 )。當穩(wěn)壓管溫度過高時 ,穩(wěn)壓性能將變差 ,甚至損壞。當制作中需要一個能輸出 以上的電流的穩(wěn)壓電源 ,通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來 ,使其最大輸出電流為 N個 ,但應用時需要注意 :并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批。 利用 精密基準電壓源 : (1)、概述 : LM236/LM336 集成電路是精密的并聯(lián)穩(wěn)壓器 ,其工作相當于一個低溫系數(shù)的、動態(tài)電阻為 5V 齊納二極管 ,其中的微調(diào)端 (adj)可以使基準電壓和溫度系數(shù)得到微調(diào)。它的典型性能 有 :可調(diào)范圍是 :4V6V 低溫度系數(shù)動作電流范圍 : (2)、典型應用電路 : 圖 15 圖 16 上圖 15 是 LM336 系列的基本應用電路 ,圖中的 10kΩ電位器可用來調(diào)節(jié)擊穿電壓而不影響器件的溫度系數(shù)。 上圖 16 中 ,10kΩ電位器的上、下端各串聯(lián)兩個硅二極管時 ,可以改善溫度系數(shù)。 圖 17 圖 18 上圖 17 為低噪聲 5V 穩(wěn)壓電路。上圖 18 為寬輸入電壓范圍的 5V 穩(wěn)壓電路。 SPWM 信號的產(chǎn)生 SPWM 產(chǎn)生原理 SPWM 即正弦波脈寬調(diào)制 ,是把一個 正弦波分成 N 個等幅而不等寬的方波脈沖 ,每一個方波的寬度與其所對應時刻的正弦波的值成正比 ,這樣就產(chǎn)生了與正弦波等效的等幅矩形脈沖序列波。 從理論上講 ,這一系列脈沖波形的寬度可以嚴格地用計算方法求得 ,作為控制逆變器中各個開關器件的通斷的依據(jù) ,但較為實用的辦法是引用“調(diào)制” 這一概念 ,以期望的波形 (在這里是正弦波 )作為調(diào)制波 ,而受它調(diào)制的信號稱為載波。在 SPWM 中常用等腰三角波作為載波 ,因為等腰三角波是上下寬度線性對稱變化的波形 ,當它與任何一個光滑的曲線相交時 ,在交點的時刻控制開關器件的通斷 ,即可得到一組等幅而 脈沖寬度正比于該曲線函數(shù)值的矩形脈沖 ,如圖1 所示。 圖 19 正弦波脈寬調(diào)制波形 SPWM 規(guī)則采樣原理 三角波為載波 ,正弦波為調(diào)制波 ,設調(diào)制正弦波的幅值為 Usm,三角載波的幅值為 Utm,則調(diào)制度為 MUsm/Utm,改變 M 得知可以改變輸出脈沖寬度 ,從而調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。若 Utm 取值為 1,則正弦調(diào)制波 Us可用下式計算 UsMsinw1t 其中 w12π f1 ,為正弦調(diào)制波的角頻率。 由圖 1 可知 ,各脈沖的寬度雖然不同 ,但是中心距是相同的 ,正好等于三角載波的周期。每個脈沖的前沿時刻和后沿時刻正好是對 應的兩個相應三角波的下 降和上升直線與正弦曲線的交點時刻 ,如圖 2 所示的 A、 B 兩點對應的時刻。而 A、 B 兩點坐標值不易求出 ,所以取三角波波谷對應的正弦函數(shù)值 (E 點 )為基準值 ,求出 A B1 的坐標值 ,用 A B1 對應的時間值分別作為脈沖的上、下沿時刻 ,用這樣的方法得到的 SPWM 波形存在一些誤差 ,但只要三角載波頻率足夠高 ,誤差將趨于零。 E 點的縱坐標是 Msinwte 根據(jù)三角波相似原理可得圖 20 正弦波脈寬調(diào)制規(guī)則采樣 從而有 圖中 A點和 B點之間的時間 t2是逆變器功率開關器件導通工作的區(qū)間 ,稱為脈沖時間 。而其余的時間均為器件的關斷工作區(qū)間 ,稱為間隙時間 ,分別用 t1 和 t3 表示。 SPWM 信號產(chǎn)生的方案設計 方案一 :利用模擬電子器件的方案 : 利用文氏振蕩生成頻率 50Hz,幅值12V 的正弦波 ,再用由運放和穩(wěn)壓二極管組成的三角波發(fā)生器生成頻率 6KHz,幅值 13V 的三角波。將兩路波形送入 LM324 進行比較 ,生成 SPWM 波形 ,此時的 SPWM為雙極性 +12V 波形 ,如附錄一圖 4 所示。 方案二 :基于 EPROM 的數(shù)字式 SPWM 調(diào)制器的方案。 方案三 :利用 SOPC 直接生成 SPWM: 利用 ALTERA 公司的 cyclone II EP2C35F672C6 系統(tǒng)板直接生成 SPWM 波形 ,如附錄一圖 5 所示。此種方法是按照沖量等效原理將一個周期的正弦波信號離散 360 等份 ,分別賦以不同占空比 ,使其按正弦的規(guī)律變化 ,依次存入 SOPC,這樣 ,分別改變時間系數(shù)和幅值系數(shù)便可以改變輸出正弦波的幅值和頻率。 方案一電路過于復雜 ,且受運放的限制 ,三角波的頻率不能很高 ,從而影響到 MOS 管的開關頻率 ,生成交流電會有一定的失真 ,對于高速開關管并不實用。方案二雖然電路簡單經(jīng)濟可靠 ,但由于頻率幅值不可調(diào) ,所以此種方法也不宜采用。方 案三以軟件代替硬件實現(xiàn) SPWM 的生成 ,原理上和 EPROM 實現(xiàn)一樣 ,但可靠性高且調(diào)節(jié)方便而且減少了硬件 ,使系統(tǒng)電路更加簡單。綜合以上各方面 ,我們選擇第三種方案。 采用方案三的流程圖如下圖圖 21: 圖 21 SPWM 波形實現(xiàn)流程圖 正弦調(diào)制波的產(chǎn)生是通過查正弦函數(shù)表來完成的。在 SOPC 芯片內(nèi)部開辟了一塊 ROM 區(qū)域 ,將離散時間正弦波幅值存入其中。在需要時 ,按照相位與地址一一對應的關系從表中依次讀出即可。將經(jīng)分頻后的時鐘送入正弦調(diào)制波發(fā)生器 ,而載波發(fā)生器選用的時鐘是原時鐘 ,從而實現(xiàn)了 N 載波比。正弦波與載波送入數(shù)字比較器 ,直接比較可得到脈沖寬度調(diào)制波形。此方案簡單 ,易于控制 ,而且載波比可調(diào)。 程序見附錄 3. 5 測試結(jié)果與分析 系統(tǒng)測試方案 本系統(tǒng)中所需要測試的參數(shù)包括 Ud 、 Id、 Uo I o1,其中 Ud 、 Id 為非正弦周期信號的有效值 ,而 Uo I o1 為正弦周期信號的有效值。 后兩者乘積對應著系統(tǒng)的輸出功率 Po,可以直接求出。對于非正弦周期信號 ,我們需要求出 DCAC的輸入功率 Pd, 根據(jù)非正弦周期信號與正弦周期信號的有效值定義相同以及平均功率的概念 ,求出輸入功率 Pd。 非周期正弦信號有效值與平均功率 : 系統(tǒng)測試步驟與儀器 測試步驟 (1) 觀察控制器輸出的 SPWM信號 ,符合要求后再接入 60V直流穩(wěn)壓電壓和負載 ,通過萬用表測試 Ud 、 Id、 Uo I o1 的參數(shù)并記錄 。 (2) 觀察負載端輸出的波形 ,查看其頻率、幅值、失真度等參數(shù) ,并記錄相關波形。 (3) 人為設置欠壓、過流故障 ,測試欠壓、過流保護功能 測試儀器 序號 名稱、型號、規(guī)格 數(shù)量 備注 1 UT56 數(shù)字萬用表 1 優(yōu)利德科技 (東莞 )有限公司 2 TDS1002 數(shù)字存儲示波器 (60MHz、 ) 1 泰克科技 (中國 )有限公司 3 SS3323 可跟蹤直流穩(wěn)定電源 1 石家莊無線電四廠 4 TFG3150 DDS 函數(shù)信號發(fā)生器 (150MHz) 1 石家莊無線電四廠 5 DS1202 CA 數(shù)字示波器 1 西安雙英科技有限公司 系統(tǒng)的測試結(jié)果與分析 當負載為 30Ω和 36Ω時 ,記錄輸入、輸出功率的相關參數(shù) 表 1 不同負載下 DCAC 變換器效率 參數(shù) 負載 Ud Id Uo1 I o1 Pd Po η 30Ω % 36Ω % 在接入不同負載的條件下 ,通過上表測量參數(shù)的計算 ,裝置的 DCAC 變換器的效率η均大于 80%,實現(xiàn)要求。 濾波后逆變輸出電壓波形 圖 22 負載為 30Ω輸出電壓波形 圖 23 負載為 35Ω輸出電壓波形 濾波前后波形對比 ,無明顯失真 ,濾波參數(shù)選擇合適 , 對所編的程序進行仿真測試 ,檢驗系統(tǒng)功能 ,經(jīng)過模擬測試 ,系統(tǒng)能達到預期的控制效果 ,可以穩(wěn)定的輸出正弦交流電壓 ,頻率穩(wěn)定 ,可以達到設計要求。但是 頻率有點偏差 ,其偏差原因可能有以下一些原因。頻率偏差原因 :在定時器中斷服務程序中查表賦定時的初值 ,占用時間比較多 ,導致定時不準確 。另外 ,測試儀器本來存在測量誤差。 誤差產(chǎn)生原因及改進辦法 系統(tǒng)雖然滿足了指標要求 ,但負載隨著溫度的增加阻值有一定的變化 ,另外由于器件本身的特