单片机的正弦波输出逆变电源的设计说明.doc
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2022-07-17
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一种基于单片机的正弦波输出逆变电源的设计
O 引言
低压小功率逆变电源已经被广泛应用于工业和民用领域。特别是新能源的开发利用,例如太阳能电池的普遍使用,需要一个逆变系统将太阳能电池输出的直流
电压变换为 220V、50Hz 交流电压,以便于使用。本文给出了一种用单片机控制的正弦波输出逆变电源的设计,它以 12V 直流电源作为输入,输出 220V、
50Hz、0~150W 的正弦波交流电,以满足大部分常规小电器的供电需求。该电源采用推挽升压和全桥逆变两级变换,前后级之间完全隔离。在控制电路上,前级推
挽升压电路采用 SG3525 芯片控制,采样变压器绕组电压做闭环反馈;逆变部分采用单片机数字化 SPWM 控制方式,采样直流母线电压做电压前馈控制,同时采
样电流做反馈控制;在保护上,具有输入过、欠压保护,输出过载、短路保护,过热保护等多重保护功能电路,增强了该电源的可靠性和安全性。
该电源可以在输人电压从 10．5V 到 15V 变化围,输出 220V±10V 的正弦波交流电压,频率 50Hz±O．5Hz,直流分量<lV,电压波形畸变率<5％,并且有很
强的过载能力。由于采用了单片机数字化 SPWM 控制方式,控制灵活方便,可以在不改变电路结构的条件下,只改变程序,使逆变器输出 110V、60Hz 正弦波交流
电,以适应不同用户的需求。
l 主电路
逆变电源主电路采用推挽升压和全桥逆变两级变换,如图 1 所示。
输入电压一端接在变压器原边的中间抽头,另一端接在开关管 S1 及 S2 的中点。控制 S1 及 S2 轮流导通,在变压器原边形成高频的交流电压,经过变压器升压、
整流和滤波在电容 C1 上得到约 370 V 直流电压。对 S3～S6 组成的逆变桥采用正弦脉宽调制,逆变输出电压经过电感 L、电容 C2 滤波后,最终在负载上得到
220 V、50 Hz 的正弦波交流电。采用高频变压器实现前后级之间的隔离,有利于提高系统的安全性。
输入电压 10．5～15 V,输入最大电流 15 A,考虑一倍的余量,推挽电路开关管 S1 及 S2 耐压不小于 30 V,正向电流不小于 30 A,选用 IRFZ48N。
升压高频变压器的设计应满足在输入电压最低时,副边电压经整流后不小于逆变部分所需要的最低电压 350 V,同时输入电压最高时,副边电压不能过高,以免
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