正弦波高頻逆變器全新設(shè)計(jì),不用單片機(jī)也可以
發(fā)布時(shí)間:2015-04-24 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)正弦波逆變器時(shí),大多數(shù)人會(huì)選擇使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)制作。雖然單片機(jī)能夠帶來精度高正弦波波形規(guī)范的好處,但是對(duì)于一些新手來說單片機(jī)并不是那么容易掌握的。所以本篇文章提供了一種通過硬件來實(shí)現(xiàn)高頻純正弦SPWM逆變電源后級(jí)電路的方法,這種方法步驟簡單,非常易于掌握。
本電路優(yōu)點(diǎn):
1、電路極簡單,可能為世界上最簡單的分立SPWM電路
2、單電源寬電壓供電(10V-30V)
3、輸出最大占空比高,仿真時(shí)最大占空比已經(jīng)接近100%。這將導(dǎo)致母線電壓利用率高,母線電壓340V就足夠產(chǎn)生230V的工頻正弦交流電。
4、隔離輸出,受外圍電路干擾少。
系統(tǒng)框圖如下。
圖1系統(tǒng)框圖
本電路沒有使用穩(wěn)壓反饋,故穩(wěn)壓功能全靠前級(jí)完成前級(jí)一般由SG3525或者TL494組成,圖1中由于使用了虛擬雙電源,因此單電源供電即可,所以省略一個(gè)輔助電源變壓器。
LM7809將電池電壓降為穩(wěn)定的9V,這使得電路可以在寬電源(10V-30V)情況下工作,TDA2030為核心組成了虛擬雙電源,將正9V變成正負(fù)4.5V的雙電源。NE555及周邊元件組成頻率約為20KHz的高線形度三角波振蕩器,如圖,在NE555的2和6腳可以得到在3V和6V之間運(yùn)動(dòng)的三角波。IC1為LM324,IC1A及周邊元件組成50Hz工頻正弦振蕩器,產(chǎn)生幅度4。5V的正弦波(對(duì)于產(chǎn)生的虛地),圈一電位器將這個(gè)正弦波幅度分壓到3.5V。
[page]
IC1B和IC1C及周邊元件組成精密整流電路,將正弦波變成3V賦值的饅頭波。這個(gè)饅頭波要去和NE555的三角波比較,三角波和饅頭波的幅值雖然向同,都是3V,但是這個(gè)饅頭波的最低電位比三角波的高1.5V。因此,IC1D及周邊元件組成減法電路,將饅頭波整體下調(diào)1。5V,這樣三角波和饅頭波就可以比較了。LM393B進(jìn)行比較工作,產(chǎn)生同相位的SPWM波,此波與LM393A組成的正弦波-方波轉(zhuǎn)換器輸出的同步方波送入CD4081等組成的編碼電路進(jìn)行編碼,產(chǎn)生最終驅(qū)動(dòng)功率管的SPWM信號(hào)。兩個(gè)20K電阻和47P電容用于產(chǎn)生死區(qū)于高頻臂。本電路設(shè)計(jì)巧妙的地方之一就是虛地和實(shí)地的轉(zhuǎn)換。LM393A之前電路是工作在虛地狀態(tài)的,而LM393之后的電路卻變成了實(shí)地。因?yàn)?.5V的交流(對(duì)于虛地)對(duì)于實(shí)地來說是個(gè)9V的脈沖。LM393B周邊電路也是類似原理。
然后看H橋電路圖。
圖2 H橋電路圖
圖2是H橋電路。注意;三個(gè)TLP250邊上的接地符號(hào)一定接驅(qū)動(dòng)板的實(shí)地!功率管的地也可與前級(jí)共地(接電瓶)。也可以前后級(jí)隔離。H橋圖中的12V電壓可以由主變壓器的分繞組+LM7812提供(前后級(jí)隔離方案),也可以直接由電池提供(12V供電情況下,前后級(jí)不隔離,共地狀態(tài))。
先分析左邊的高頻臂;下臂的IRFP460采用光藕直接驅(qū)動(dòng),上臂的IRFP460采用自舉電容+光藕驅(qū)動(dòng)。工作原理簡述;當(dāng)下臂導(dǎo)通時(shí),高頻橋的功率管的中點(diǎn)相當(dāng)于接地,此時(shí)104的自舉電容通過FR107和下臂管充電,當(dāng)下臂管關(guān)斷上臂導(dǎo)通時(shí),104電容與地隔離,當(dāng)TLP250內(nèi)部三極管導(dǎo)通后,相當(dāng)于給上臂管的GS之間施加一個(gè)電壓,因此上臂管可以在與之對(duì)應(yīng)TLP250的控制下導(dǎo)通和關(guān)斷。
再分析右邊的工頻臂;這一部分的電路使用了適合制作的大功率方波逆變器里的一個(gè)半橋。當(dāng)TLP250輸出高電平時(shí),工頻橋下臂導(dǎo)通,此時(shí)工頻橋中點(diǎn)等效接地,此時(shí)1uF電容通過FR107和下臂管充電。但由于那個(gè)三極管也導(dǎo)通,導(dǎo)致上臂管此時(shí)GS間相對(duì)電壓為零,因此上臂管截止。當(dāng)TLP250輸出低電平時(shí),下臂管和那個(gè)三極管都關(guān)斷。三極管的關(guān)斷和電容上儲(chǔ)存的電壓導(dǎo)致上臂管導(dǎo)通。工頻臂就是這么工作的,因此要么上管導(dǎo)通,要么下管導(dǎo)通。由于SPWM3是50Hz的脈沖,所以可以在工頻橋中點(diǎn)得到50Hz、占空比50%的交流電壓。
兩個(gè)1mH電感、和一個(gè)400V 40uF電容用來完成高頻濾波的任務(wù),把高頻SPWM方波變成50Hz的正弦波。
以上就是對(duì)于原理的分析,下面說一說原理分析。
1、組裝電路。
2、查看A點(diǎn)波形,應(yīng)該為50Hz幅值4。5V(對(duì)虛地)的正弦波。
3、調(diào)整圈1電位器使其滑動(dòng)端(B)對(duì)虛地有3V幅值(對(duì)虛地)的正弦波脈沖,此時(shí)在C點(diǎn)可以看到幅值3V頻率100Hz的饅頭波(對(duì)虛地)。
4、調(diào)整圈2電位器,是其滑動(dòng)端對(duì)地(實(shí)地)有1.5V電壓,此時(shí)在D點(diǎn)可以看到幅值3V對(duì)實(shí)地向上偏移3V的饅頭波。
5、測試E點(diǎn),可以看到一個(gè)對(duì)實(shí)地向上偏移3V幅值3V頻率20KHz左右的三角波,F(xiàn)輸出幅值9V的50Hz脈沖方波。
6、在LM393B的輸出端應(yīng)該可以測到幅值為9V的SPWM脈沖。
7、測試SPWM1-3的波形,是否如圖3所示。
圖3
需要注意的是,本篇文章當(dāng)中的這套設(shè)計(jì)放棄了單片機(jī),完全依靠仿真來實(shí)現(xiàn),所以在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)遇到一些小問題。不過都在能夠解決的范圍之內(nèi)。在閱讀過本篇文章之后希望大家能夠自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作來鞏固學(xué)習(xí)到知識(shí)。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測量儀
頻率器件
頻譜測試儀
平板電腦