【正文】 ∠ θ∠ θ ∠ θ ∠ θ ∠ θ12345α1α2=θθ=12 圖 21 SPWM電壓等效正弦電壓 根據(jù)采樣控制理論，沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相 同。逆變器的輸出電壓為 SPWM 波形時，其低次諧波將得到很好的抑制和消除，高次諧波又能很容易濾去，從而可獲得畸變率極低的正弦波輸出電壓 。 從理論上講，在 SPWM 控制方式中給出了正弦波頻率、幅值和半周期內(nèi)的脈沖 12 數(shù)后，脈沖波形的寬度和間隔便可以準(zhǔn)確計算出來，然后計算的結(jié)果控制電路忠各開關(guān)器件的通、斷，就可以得到所需要 的波形，這種方法稱為計算法。 在大多數(shù)情況下，人們采用正弦波與等腰三角波橡膠的辦法來確定各矩形脈沖的寬度。希望輸出的信號為調(diào)制信號，接受調(diào)制的三角波稱為載波。 ，可獲得較高的功率因數(shù)。 ，大大加快了逆變器的動態(tài)響應(yīng)速 。對 SPWM的控制有多種實現(xiàn)方法，其一是采用模擬電路、數(shù)字電 路等硬件電路產(chǎn)生 SPWM波形，該方法波形穩(wěn)定準(zhǔn)確，但電路復(fù)雜、體積龐大、不能進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；其二是借助單片機(jī)、 DSP 等微控制器來實現(xiàn) SPWM 的數(shù)字控制方法，由于其內(nèi)部集成了多個控制電路，如 PWM 電路、可編程計數(shù)器陣列 (PCA)等，使得這種方法具有控制電路簡單、運(yùn)行速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 硬件電路的設(shè)計 3 硬件電路的設(shè)計 介紹 隨著電能技術(shù)的發(fā)展，功率 MOSFET 在開關(guān)變換器中開始廣泛使用，為此美國硅通用半導(dǎo)體公司推出 SG3525。 SG3525 系列 PWM 控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個等級方面。 （ 1） PWM 控制芯片 SG3525 功能簡介 SG3525 是電流控制性型 PWM 控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照反饋電流表調(diào)節(jié)脈寬的。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)。 （ 2） SG3525 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作特性 123456781 61 51 41 31 21 11 09反 相 輸 入同 相 輸 入同 步 端同 步 輸 出CTRT軟 電 端軟 啟 動UR e fUC C輸 出 BUC接 地輸 出 A封 鎖 端補(bǔ) 償 端 圖 31 SG3525引腳圖 14 5 . 1 V 基 準(zhǔn)振 蕩 器x3u1x2x1* / *欠 壓 鎖 定F / F輸 出 A輸 出 B123451 6781 51 21 01 31 41 15 . 0 K5 . 0 KS R Q圖 32 SG3525 結(jié)構(gòu)方框圖 (引腳 1):誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的增益標(biāo)稱值為 80dB，其大小由反饋或輸出負(fù)載而定，輸出負(fù)載可以是純電阻，也可以是電阻性元件和電容元件的組合。此端通常接到與電源輸出電壓相連接的電阻分壓器上。 (引腳 2):此端通常接到基準(zhǔn)電壓引腳 16的分壓電阻上，取得 的基準(zhǔn)比較電壓與引腳 1的取樣電壓相比較。需要多個芯片同步工作時，每個芯片有各自的振蕩頻率，可以分別與它們的引腳 4 相副腳 3 相連，這時所有芯片的工 作頻率以最快的芯片工作頻率同步 。 (引腳 4):同步脈沖輸出。 (引腳 5):振蕩電容一端接至引腳 5，另一端直接接至地端。 (引腳 7):Ct 的放電由 7兩端的死區(qū)電阻決定。 (引腳 9):在誤差放大器輸出端引腳 9與誤差放大器反相輸入端引腳1間接電阻與電容，構(gòu)成 PI 調(diào)節(jié)器，補(bǔ)償系統(tǒng)的幅頻、相頻響應(yīng)特性。 硬件電路的設(shè)計 (引腳 1引腳 14):輸出末級采用推挽輸出電路，驅(qū)動場效應(yīng)功率管時關(guān)斷速度更快。 1 腳 13):作為推挽輸出級的電壓源，提高輸出級輸出功率。另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生 土 1的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓?？梢苑謮汉笞鳛檎`差放大器的參考電壓 （ 3)SG3525 脈寬調(diào)制器的特點(diǎn) :8~35V。 :l00~400kHz。 時間可調(diào)。 。 。 文氏電橋振蕩電路 硬件電路由三部分組成如圖 33 正 弦 波 信 號發(fā) 生 器S G 3 5 2 5逆 變 圖 33 硬件電路 組成圖 正弦波發(fā)生器由兩部分組成。圖 34 為設(shè)計所選正弦信號發(fā)生裝置的電路圖 16 R 7R 3R 2R 9R 1 0R 4R P 2r 8R 5R 6c 20000000000R 1C 1C 3 1 2 VR P 31 0 KR P 11 0 K3 3 k3 3 k1 0 41 0 41 0 K1 0 K5 . 1 K 1 0 K1 0 K1 0 4文 氏 電 橋 振 蕩 電 路移 位 電 路 圖 34 正弦波信號發(fā)生器 如圖 34所示，電阻 R6左邊是由 Ua741 和文氏電橋反饋網(wǎng)絡(luò)組成的正弦波震蕩電路。整個震蕩條件主要由這兩個反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)決定。為使文氏電橋振蕩電路滿足起振條件，必須要求 A≥ 3 即 R1≥ 2R2，即是在本電路忠的 R2+R3+RP2≥ 2R1。為了減小非線性失真，應(yīng)使電路的放大倍數(shù) A盡可能接近 ，當(dāng)電路工作條件稍有變化時就有可能不起振。 本電路中加入了兩個二極管進(jìn)行穩(wěn)幅，它是利用二極管的非線性自動調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強(qiáng)弱來維持輸出電壓的恒定。因此調(diào)節(jié) RP1 可以改變振蕩的幅值以獲得最小失真 。 文氏電橋正弦波振蕩電路可以很方便的改變振蕩頻率，頻率的調(diào)節(jié)范圍也很廣，目前許多的振蕩電路都采用這種形式的電路。然而減小 R 將使放大電路的負(fù)載加重，減小 C也不能超過一定限度，否則振蕩頻率將受寄生電容的影響而不穩(wěn)定。因此，有集成運(yùn)放組成的 RC 正弦波振蕩電路的振蕩頻率一般不超過 1MHz,本電路輸出正弦波頻率為 50Hz，在要求范圍之內(nèi)，所以選取RC正弦波振蕩電路是可行的。正弦信號發(fā)生器 產(chǎn)生的正弦波需與 SG3525 產(chǎn)生的鋸齒波進(jìn)行比較，所以要將正弦波位移至相應(yīng)位置。 電阻 R R8 和變阻 RP2 的作用是使正弦信號位移，調(diào)節(jié) RP2使正弦波位移至電路所需位置。而且上面有個電容， 表示對某頻率段有較大的負(fù)反饋?zhàn)饔谩? 逆變電路的工作原理分析 逆變電路的主要功能是將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流電供給負(fù)載。當(dāng) 以頻率 fs交替切換 VT1和 VT2 時，則在輸出上獲得如圖 36所示的交變電壓波形，其周期 Ts=1/fs，這樣，就將直流電壓 Ud變成的交流電壓 U0。 18 正 弦 波 信號 發(fā) 生 器S G 3 5 2 5R PR 1R 3R 4R 5C 2C 1C 8 8 2R 296571 5 1 5 v1 5 . 6 K1 0 31 0 23 K3 K3 K1 01 11 21 4v t 1v t 2CN 1 1N 1 2N 2L1 3 圖 35 SPWM逆變電路 X 軸Y 軸T sU dU oO U dt 圖 36 交變電壓波形 本章小結(jié) 本章對于單相 SPWM 逆變電源的設(shè)計進(jìn)行了介紹，技術(shù)指標(biāo)和電路參數(shù)結(jié)合設(shè)計電路 圖進(jìn)行了詳細(xì)的解釋與計算，同時對驅(qū)動芯片 SG3525 做了一定的介紹，主要介紹了單相正弦波 SPWM 逆變 電源 的電路以及工作原理 。 表 41 輸出電壓和電位器 RP1的關(guān)系 R P 1 ( K ) 1 . 3 1 . 7 4 3 . 8 5 . 2 0U o ( V ) 2 . 7 4 3 . 0 9 4 . 3 7 6 . 0 3 運(yùn)行過程中振蕩產(chǎn)生的正弦波和位移后的正弦波如圖 4— 4— 2所示 ，正弦波的起振幅值為 3V，起振時 RP1 為 。 脈 寬調(diào)制 SG3525 的振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波頂點(diǎn)約為 ，谷點(diǎn)約為 。最后 RP3 的調(diào)節(jié)值為 ， RP2 的調(diào)節(jié)值為。 波形如下圖 4— 3所示 。 表 42 輸出電壓和電位器 RP的關(guān)系 R P ( K ) 4 . 3 6 5 . 7 5 7 . 3 5 9 . 4 8U o ( V ) 6 . 8 3 7 . 5 8 9 . 3 2 1 0 . 5 3 SG3525 芯片 5 號管腳的鋸齒波波形如圖 4— 3所示 圖 43 5 號管腳鋸齒波波形 SG3525 芯片 13 號管腳輸出的正弦波脈寬調(diào)制信號波形如圖 4— 4所示 系統(tǒng)的檢測與分析 圖 4— 4 脈寬調(diào)制正弦波波形 輸出的單相正 弦波逆變電源信號波形如圖 4— 5 所示 圖 45 輸出的正弦波逆變電源信號波形 22 工作 照 如圖 46所示 圖 46 工作照 參考文獻(xiàn) 5 結(jié)論與展望 通過本篇論文的設(shè)計，使我們對單相正弦波 SPWM 逆變電源的工作原理有了比較深入的理解，掌握了利用 SG3525 設(shè)計單相正弦波 SPWM 逆變電源概念、工作波形等內(nèi)部構(gòu)造及其工作原理。輸出的交流電源 諧波干擾小、電磁兼容性好 。 但是由于能力有限，本論文的設(shè)計只是通過簡單的運(yùn)算得出參數(shù)，進(jìn)而通過電路連接和示波器顯示的波形來驗證，并沒有做出實際的東西來，而且只是設(shè)計了一種方案就進(jìn)行了實驗，并沒有其他更多的設(shè)計方案和電路來進(jìn)行比較，這是比較遺憾的。 一種準(zhǔn)正弦波逆變電源的設(shè)計 。 2021， Loads． IEEEEPEMC39?，F(xiàn)代逆變技術(shù) 及其應(yīng)用 .北京：科學(xué)出版社， 2021． [3] 周志敏，周紀(jì)海，紀(jì)愛華 。北京：中國電力出版社， 2021． [4] 劉鳳君。第一版。 基于 SPWM 技術(shù)的測試電源的研究與設(shè)計 。 全橋式逆變電源主電路設(shè)計 。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)原理與應(yīng)用。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn