4116.三相逆變電源

《4116.三相逆變電源》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、三相逆變電源摘要：本單相正弦波逆變電源的設(shè)計，以18V直流電源作為輸入，輸出為36V、50Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波交流電。該電源采用推挽升壓和全橋逆變兩級變換，在控制電路上，前級推挽升壓電路采用MC34063芯片控制，閉環(huán)反饋；逆變部分采用驅(qū)動芯片IR2103進(jìn)行全橋逆變，采用ARM完成SPWM的調(diào)制，后級輸出采用電流互感器進(jìn)行采樣反饋，形成雙重反饋環(huán)節(jié)，增加了電源的穩(wěn)定性；在保護(hù)上，具有輸出過載、短路保護(hù)、過流保護(hù)、空載保護(hù)等多重保護(hù)功能電路，增強(qiáng)了該電源的可靠性和安全性；輸出交流電壓通過全波精密整流成近似直流，再由STC89C52單片機(jī)的控制進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終將電壓值顯示

2、到液晶12864上，形成了良好的人機(jī)界面。該電源很好的完成了各項指標(biāo)，輸入功率為46.9W，輸出功率為43.6W，效率達(dá)到了93%，輸出標(biāo)準(zhǔn)的50Hz正弦波。DC-DC升壓電路設(shè)計本次設(shè)計中，提供的直流源是正負(fù)18V，而逆變后輸出電壓的有效值要求是36V，所以必須把18V升壓到36V以上，才能滿足要求。MC34063本身包含了DC／DC變換器所需要的主要功能的單片控制電路且價格便宜。它由具有溫度自動補(bǔ)償功能的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、比較器、占空比可控的振蕩器，R—S觸發(fā)器和大電流輸出開關(guān)電路等組成。該器件可用于升壓變換器、降壓變換器、反向器的控制核心，由它構(gòu)成的DC／DC變換

3、器僅用少量的外部元器件，易于實現(xiàn)，所以本方案采用MC34063芯片來搭建升壓電路。MC34063的引腳圖如下：1腳：開關(guān)管T1集電極引出端；2腳：開關(guān)管T1發(fā)射極引出端；3腳：定時電容ct接線端；調(diào)節(jié)ct可使工作頻率在100—100kHz范圍內(nèi)變化；4腳：電源地；5腳：電壓比較器反相輸入端，同時也是輸出電壓取樣端；使用時應(yīng)外接兩個精度不低于1％的精密電阻；6腳：電源端；7腳：負(fù)載峰值電流（Ipk）取樣端；6，7腳之間電壓超過300mV時，芯片將啟動內(nèi)部過流保護(hù)功能；8腳：驅(qū)動管T2集電極引出端。MC34063組成的降壓電路原理如下圖,當(dāng)芯片內(nèi)開關(guān)管(T1)導(dǎo)通時，電源

4、經(jīng)取樣電阻Rsc、電感L1、MC34063的1腳和2腳接地，此時電感L1開始存儲能量，而由C0對負(fù)載提供能量。當(dāng)T1斷開時，電源和電感同時給負(fù)載和電容Co提供能量。電感在釋放能量期間，由于其兩端的電動勢極性與電源極性相同，相當(dāng)于兩個電源串聯(lián)，因而負(fù)載上得到的電壓高于電源電壓。開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷的頻率稱為芯片的工作頻率。只要此頻率相對負(fù)載的時間常數(shù)足夠高，負(fù)載上便可獲得連續(xù)的直流電壓。其中，輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系為：Uo=（1+R2/R1）*Ui精密全波整流電路全波精密整流電路如圖??從左到右看電路圖，在第一個運(yùn)放NE5532的作用是一個比例運(yùn)算放大器，主要就是想把輸入

5、的信號縮小成1/2倍，要求R6=2R7，R5=R6*R7/(R6+R7)，輸出的Uo=-R7*Ui/R6。圖中第二個運(yùn)放NE5532作用就是精密全波整流，要求R1=2R2=2R3，增益為1/2，輸入的正弦波，當(dāng)UI>0時，波形沒有改變方向；當(dāng)UI<0時，波形就把其往上翻，使其同正向波形方向一樣，從而得到精密的全波整流電路，最后全波整流得到的波形幅值為輸入的1/2。C1與C2構(gòu)成電容濾波電路。軟件設(shè)計1.SPWM波生成方案一：用模擬電路構(gòu)成三角波載波和正弦調(diào)制波發(fā)生電路，用比較器來確定它們的交點，在交點時刻對功率開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，就可以生成SPWM波形。但這種模擬

6、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實現(xiàn)精確的控制。方案二：微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展使得用軟件生成SPWM波形變得比較容易，有自然采樣法，規(guī)則采樣法，低次諧波消去法，面積中心等效法等，微處理器可以用DSP，ARM，MSP430等有PWM模塊的MCU。由以上分析知，采用軟件生成法，既方案二比較容易實現(xiàn)，而使用DSP成本較高，切手上又有一塊現(xiàn)成的ARM7，所以本次設(shè)計選用了ARM7系列的LPC2138來生成SPWM波。SPWM波的具體生成方法如下：PWM(PulseWidthModulation)控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形。SPW

7、M波形(SinusoidalPWM)就是脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形。產(chǎn)生SPWM波的原理是：用一組等腰三角波與一個正弦波進(jìn)行比較，其相交的時刻(即交點)作為開關(guān)管“開”或“關(guān)”的時刻，這組等腰三角形波稱為載波，而正弦波稱為調(diào)制波，如圖1所示。正弦波的頻率和幅值是可控制的，改變正弦波的頻率，就可以改變電源輸出電壓的頻率，改變正弦波的幅值，也就改變了正弦波與載波的交點，使輸出脈沖系列的寬度發(fā)生變化，從而改變電源輸出電壓的大小。而LPC2138的PWM模塊有PWMMR0~PWMMR6這7個匹配寄存器，可實現(xiàn)6個單邊沿控制或三個雙邊沿