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SPWM逆变电路原理

SPWM逆变电路原理
SPWM逆变电路原理

对于大多数应用场合需要的是工频电源,例如我们的电冰箱,洗衣机,电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源,各种动力设备,远距离输电也都需要正弦波的交流电。更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电,目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路,只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。

面积等效原理转换

把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理,在图1上图中的正弦半波(红线)分成n等份,把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形,为简单清晰,划分为7等份。7个脉冲的幅值按正弦规律变化,每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同,这一连续脉冲就等效正弦波。

图1 用面积等效原理转换为SPWM波形

如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲(图1下图),脉冲中心位置不变,并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同,得到图1下图所示的脉冲序列,脉冲宽度按正弦波规律变化,这就是PWM波形。根据面积等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的,图中红线就是该序列波形的平均值。

对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM 波形。这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称SPWM波形。要改变等效输出的正弦波的幅值时,只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

SPWM波形的生成

输出SPWM波形仍需全桥逆变电路,在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路,通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压,见图2。

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图2 全桥逆变电路的工作状态

输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断,普遍使用的是调制法来生成控制信号,可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号,下面介绍常用的单极性调制方式。

图3上部分是SPWM波形控制信号生成的原理图,下部分是生成的SPWM波形。在调制法中,把所希望输出的波形称为调制波ur,把接受调制的信号称为载波uc,通常采用等腰三角波作为载波,正弦波作为调制信号。在两波交点时对电路中的开关器件进行通断控制,就可得到宽度正比于调制信号幅值的脉冲。

在ur正半周时,T2与T3保持关断,在ur和uc的交点时刻控制开关晶体管T1与T4开通与关断:当ur>uc时控制T1与T4导通,R上的电压为Ud,当ur<uc时控制T1与T4关断,R上的电压为0。在ur负半周时,T1与T4保持关断,当uc>ur时控制T3与T2导通,R上的电压为-Ud,当uc<ur时控制T1与T4关断,R上的电压为0。这样在R上产生宽度按正弦波规律变化的SPWM波形,见图2下图,其中红线uof表示输出等效的正弦波交流电电压。

SPWM逆变器输出的正弦波交流电电压uof的峰值uofm小于输入的直流电压ud,把uofm/ud 称为直流电压利用率,对于单相SPWM电路直流电压利用率的理论值最大为1,实际上由于种种原因,直流电压利用率要小于1。对于输出相电压(有效值)为220V单相交流电的逆变电路输入直流电压要高于310V。

SPWM逆变器输出电压与ur/uc成正比,保持载波uc不变,改变调制波ur的大小即可控制输出交流电压的大小。当然,调制波ur峰值要小于载波uc峰值。

图3 单极性PWM波形生成原理

过去采用模拟电路产生调制信号,精密而高速的电压比较器对ur和uc进行比较,当两电压相同时及时控制开关晶体管进行通断切换,但模拟电路结构复杂,也难以实现精确的控制。

采用微处理器直接计算出控制点称为计算法,但计算法较繁琐,计算量大,较少使用。

现在已有专用的集成电路用来产生SPWM调制信号,微处理器仅对其发出输出频率、电压等参数就可产生高精度控制信号,输出完好的正弦波,微处理器就有很多时间对整个逆变器进行检测、保护等控制。这种方式电路简单、效果好、可靠性高,是目前广泛使用的控制方法,有关内容请另找专业书籍或资料。

下面是SPWM逆变器开关管通断切换与波形动画,动画左面是开关管通断切换动画,右面上部分是调制信号动画,右面下部分是输出电压波形动画。

SPWM逆变器波形动画

以上介绍的是单相的逆变过程,使用最多的是三相逆变器,三相逆变电路则需三套SPWM 调制电路,同步进行控制。图4是三相逆变器的主电路图,开关管T1至T6组成桥式逆变电路,通过三相SPWM调制控制,输出三相交流电,RA、RB、RC是三相负荷,按星形接法,中性线接点为N。电阻R1与R2大小相同、电容C1与C2大小相同,它们在直流输入侧建

立中性点N,该点电位为Ud/2,两个N点都是中性点,当三相负荷RA、RB、RC相同时,两个N点电位相同,两个N点可以连接。实际应用中多数不连接N点,输入端R1、R2、C1、C2只需一个滤波电容即可。

有关SPWM调制三相逆变电路较复杂,具体内容请另找专业书籍或资料。

图4 三相逆变电器主路

对于三相SPWM逆变器的直流电压利用率是输出的正弦波线电压(峰值)与输入的直流电压之比,理论值最大为0.866,实际上由于种种原因,直流电压利用率要小于0.866。对于输出线电压(有效值)为380V三相交流电的逆变电路输入直流电压要高于620V。

从理论上讲,三角波(载波)频率越高,输出波形越接近正弦波。实际上,开关管的通断变化虽然很快,但仍需要一定的时间,在这个时间段里,开关管要承受高电压,大电流的冲击,功耗很大,高频率切换不但加大损耗降低电源效率,还可能使管子发热烧毁。一般逆变器的载波频率约几千赫兹,小功率的频率高些,大功率逆变器的频率低些。

SPWM波形由方波组成,含有较多谐波成分,必须采用输出滤波器使输出波形正弦化。图5是滤波器常用的4种类型,要根据用户电路的特性选用,最常用的还是(b)图所示的LC 滤波器。要选择合适的L值与C值,如果设计不当,反过来会降低系统的动态性能,甚至使系统不稳定。

图5 常用滤波器

逆变器的图形符号见图6。

图6 整流器逆变器的图形符号

逆变器电路DIY(图文详解)

逆变器电路DIY(图文详解) 电子发烧友网:本文的主要介绍了逆变器电路DIY制作过程,并介绍了逆变器工作原理、逆变器电路图及逆变器的性能测试。本文制作的的逆变器(见图1)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。 1.逆变器电路图 2.逆变器工作原理 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 2.1.方波信号发生器(见图2)

图2 方波信号发生器 这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC.图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率 fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz.由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。 #p#场效应管驱动电路#e# 2.2场效应管驱动电路 图3 场效应管驱动电路 由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V.如图3所示。 4. 逆变器的性能测试 测试电路见图4.这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大(一般大于100A)的12V汽车电瓶,可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改变负载大小,并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。输出电压随负荷的增大而下降,灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。但实际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变,并且输出电压、电流也不是正弦波,所以这种的计算只能看作是估算。

电源逆变器工作原理

电源逆变器工作原理直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图1所示,其输入通常为由线电压整流而得到非调节直流电压,然后再利用切换式直流至直流转换器将此变动的直流电压转换成一调节的直流电压。图1 直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造1.降压式(step-downbuck)转换器。2.升压式(step-upboost)转换器。3.升降压式(step-down/step-u 电源逆变器工作原理 直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图1所示,其输入通常为由线电压整流而得到非调节直流电压,然后再利用切换式直流至直流转换器将此变动的直流电压转换成一调节的直流电压。 图1 直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造 1.降压式(step-downbuck)转换器。 2.升压式(step-upboost)转换器。 3.升降压式(step-down/step-upbuck-boost)转换器。 4.全桥式转换器。 上述四种转换器中,只有降压式及升压式是最基本的转换器电路结构,升降压式转换器是此二基本转换器的结合,而全桥式转换器则是由降压式转换器衍生而来。

直流至直流转换器的控制直流至直流转换器的作用即是在输入电压与输出负载变动的情况下能够调节输出电压为所设定的位准。电压位准转换之原理可以图2(a)所示之简单电路来说明,由开关导通与截止可得图2(b)之波形,其中输出电压Vo平均值大小Vo与开关之导通及截止时间(ton及toff)有关。平均输出电压大小调整之最典型的方式是采用脉波宽度调变法(Pulse-WidthModulation,PWM),其切换周期Ts(=ton+toff)为固定,由调整导通时间之大小来改变平均输出电压之大小Vo。 A B 图2 脉波宽度调变切换控制的方块图如图3(a)所示,开关之切换控制信号由控制讯号Vcontrol与周期为Ts之锯齿波Vst比较而得,控制信号则由Vo之实际值与设定值之误差放大而得。Vcontrol与Vst比较所得之切换控制信号的波形如图3(b)所示。当控制讯号Vst 较大时,则为高准位信号,即使开关导通,反之为低准位信号即使开关截止,故开关之切换周期亦为Ts,由以上的原理可知,开关切换之责任周期(DutyRatio)为

逆变器的基础知识

逆变器的基础知识 一、逆变器种类的划分 主要分两类,一类是正弦波逆变器,另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电,因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电,其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生,这样,对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。 同时,其负载能力差,仅为额定负载的40-60%,不能带感性负载(详细解释见下条)。如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容。 针对上述缺点,近年来出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器,其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折线组成,属于方波范畴,连续性不好。 总括来说,正弦波逆变器提供高质量的交流电,能够带动任何种类的负载,但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求,效率高,噪音小,售价适中,因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器,其技术属于50年代的水平,将逐渐退出市场。 二、何为感性负载 通俗地说,即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品,如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多(大约在3-7倍)的启动电流。 例如,一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱,其启动功率可高达1000瓦以上。此外,由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值,很容易引起逆变器的瞬时超载,影响逆变器的使用寿命。因此,这类电器对供电波形的要求较高。 三、准正弦波逆变器可以用于哪些电器 准正弦波也分为若干种,从与方波相差无几的方形波到比较接近正弦波的圆角梯形波。 我们这里仅讨论方形波,这也是目前大部分市售高频逆变器能够提供的波形。这类准正弦波逆变器可应用于笔记本电脑、电视机、组合式音响、摄像机、数码相机、打印机、各种充电器、掌电上脑、游戏机、影碟机、移动DVD、家用治疗仪等等,输出功率较大的逆变器还可以应用于小型电热器具如电吹风机、电热杯、厨房电器等等。 但对感性负载类电器如电冰箱、电钻等则不宜长时间使用准正弦波逆变器供电。否则,将可能对逆变器和相关电器产品造成损坏或缩短预期使用寿命。如果一定要使用感性负载,建议选用储备功率较大的准正弦波逆变器。

自制逆变器电路及工作原理及相关部件说明

自制逆变器电路及工作原理 今天我们来介绍一款逆变器(见图1)主要由MOS场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该变压器的工作原理及制作过程。 电路图(1) 工作原理: 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 一、方波的产生 这里采用CD4069构成方波信号发生器。图2中,R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2*2.2*103*2.2x10-6=93.9Hz,最小频率为fmin=1/2.2*4.2*103*2.2*10-6=49.2Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的发相器,输入端接地避免影响其它电路。

图2 二、场效应管驱动电路。 由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。 图3 三、场效应管电源开关电路。 场效应管是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。 MOS场效应管也被称为MOS FET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管,其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。由图可看出,对于N 沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

(完整版)三电平逆变器的主电路结构及其工作原理

三电平逆变器的主电路结构及其工作原理 所谓三电平是指逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧有三种取值,正端电压(+Vdc/2)、负端电压(-Vdc/2)、中点零电压(0)。二极管箱位型三电平逆变器主电路结构如图所示。逆变器每一相需要4个IGBT开关管、4个续流二极管、2个箱位二极管;整个三相逆变器直流侧由两个电容C1、C2串联起来来支撑并均衡直流侧电压,C1=C2。通过一定的开关逻辑控制,交流侧产生三种电平的相电压,在输出端合成正弦波。 三电平逆变器的工作原理 以输出电压A相为例,分析三电平逆变器主电路工作原理,并假设器件为理想器件,不计其导通管压降。定义负载电流由逆变器流向电机或其它负载时的方向为正方向。 (l) 当Sa1,、Sa2导通,Sa3、Sa4关断时,若负载电流为正方向,则电源对电容C1充电,电流从正极点流过主开关Sa1、Sa2,该相输出端电位等同于正极点电位,输出电压U=+V dc/2; 若负载电流为负方向,则电流流过与主开关管Sa1、Sa2反并联的续流二极管对电容C1充电,电流注入正极点,该相输出端电位仍然等同于正极点电位,输出电压U=+V dc/2。通常标识为所谓的“1”状态,如图所示。

“1”状态“0”状态 “-1”状态 (2) 当Sa2、Sa3导通,Sa1、Sa4关断时,若负载电流为正方向,则电源对电容C1充电,电流 从O点顺序流过箱位二极管D a1,主开关管Sa2:,该相输出端电位等同与0点电位,输出电压U=O;若负载电流为负方向,则电流顺序流过主开关管Sa3和箱位二极管D a2,电流注入O点,该相输出端电位等同于O点电位,输出电压U=0,电源对电容C2充电。即通常标识的“0”状态,如图所示。 (3) 当Sa3、Sa4导通,Sa1、Sa2关断时,若负载电流为正方向,则电流从负极点流过与主开 关Sa3、Sa4反并联的续流二极管对电容C2进行充电,该相输出端电位等同于负极点电位,输出电压U=-V dc/2;若负载电流为负方向,则电源对电容C2充电,电流流过主开关管Sa3、Sa4注入负极点,该相输出端电位仍然等同于负极点电位,输出电压U=-V dc/2。通常标识为“-1”状态,如图所示。

逆变器的工作原理

逆变器(inverter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。应急电源,一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。 通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成. 利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路。它激式变换部分采用TL494,VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路,驱动两路各两只60V/30A的MOS FET开关管。如需提高输出功率,每路可采用3~4 只开关管并联应用,电路不变。TL494在该逆变器中的应用方法如下:第1、2脚构成稳压取样、误差放大系统,正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压,经R1、R2分压,使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7~5.6V取样电压。反相输入端2脚输入5V基准电压(由14脚输出)。当输出电压降低时,1脚电压降低,误差放大器输出低电平,通过PWM电路使输出电压升高。正常时1脚电压值为5.4V,2脚电压值为5V,3脚电压值为0.06V。此时输出AC电压为235V(方波电压)。第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。正常电压值为0.01V。第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。正常时5脚电压值为1.75V,6脚电压值为3.73V。第7脚为共地。第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极,第12脚为TL494前级供电端,此三端通过开关S控制TL494的启动/停止,作为逆变器的控制开关。当S1关断时,TL494无输出脉冲,因此开关管VT4~VT6无任何电流。S1接通时,此三脚电压值为蓄电池的正极电压。第9、10脚为内部驱动级三极管发射极,输出两路时序不同的正脉冲。正常时电压值为1.8V。第13、14、

逆变器原理及电路图

逆变器原理及电路图 2009-09-10 21:52 场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W ~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。 二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理 目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。 车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 [img]https://www.sodocs.net/doc/169000557.html,/UploadFiles/200942618167800.jpg[/img] 1.车载逆变器电路工作原理 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。 TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPN功率输出管,可提供500mA的驱动能力。TL494芯片的内部电路如图2所示。 [img]https://www.sodocs.net/doc/169000557.html,/UploadFiles/2009426181249965.jpg[/img] 图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许IC1内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后,C1通过电阻R2放电,保证下次上电时的软启动电路正常工作。

自制逆变器电路及工作原理

自制逆变器电路及工作原理 作者:本站来源:本站整理发布时间:2009-11-20 11:54:11 [收藏] [评论] 自制逆变器电路及工作原理 今天我们来介绍一款逆变器(见图1)主要由MOS场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于M OS场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍 该变压器的工作原理及制作过程。 电路图(1) 工作原理: 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 一、方波的产生 这里采用CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz,最小频率为fmin=1/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的发相器,输入端接地避免影响其它电路。

图2 二、场效应管驱动电路。 由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2 将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。 图3 三、场效应管电源开关电路。 场效应管是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS场效应管的工作原理。MOS场效应管也被称为MOS FET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管,其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。由图可看出,对于N沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入 阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

三相方波逆变电路原理说明

1 引言 设计要求 本次课程设计题目要求为三相方波逆变电路的设计。设计过程从原理分析、元器件的选取,到方案的确定以及Matlab 仿真等,巩固了理论知识,基本达到设计要求。完成三相方波逆变电路的仿真,开关管选IGBT,直流电压为530V, 阻感负载,负载有功功率1KV y感性无功功率为100Var。 逆变的概念 逆变即直流电变成交流电,与整流相对应 电力系统中,将电网交流电通过整流技术变成直流电,然后通过逆变技术,将直流变成高频交流,再通过高频变压器降压,就达到缩小变压器体积和提高供电质量的目的了。

三相逆变 三相逆变技术广泛应用于交流传动、无功补偿等领域。在三相PWM交流 伺服系统中,一般采用三个桥臂的结构,即逆变桥主电路有6 个功率开关器件 (功率MOSFE或IGBT)构成,若每个开关器件都用一个单独的驱动电路驱动,则需6 个驱动电路,至少要配备4 个相互独立的直流电源为其供电,使得系统硬件结构复杂,可靠性下降,且调试困难,设计成本偏高。 2三相电压源型SPW逆变器 PWM的基本原理 PWM(Pulse Width Modulation) 控就是对脉冲的宽度进行调制的技术,即通过一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形。PWh控制技术最重要的理论基础是面积等效原理,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。 SPW控制技术是PW M空制技术的主要应用,即输出脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效。 SPWM逆变电路及其控制方法 SPW逆变电路属于电力电子器件的应用系统,因此,一个完整的SPW逆变电路应该由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号,通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断,来完成整个系统的功能。 目前应用最为广泛的是电压型PW逆变电路,脉宽控制方法主要有计算机法和调制法两种,但因为计算机法过程繁琐,当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位发生变化时,结果都要变化,而调制法在这些方面有着无可比拟的优势,因此,调制法应用最为广泛。 所谓调制法,就是把希望输出的波形作为调制信号U t,把接收调制的信号作 为载波U c,通过信号波的调制得到所期望的PW波形。 三相方波逆变器 电路结构相同,只是控制方式不同。每一开关元件在输出电压的一个周期中闭合180°

逆变器的基本知识

浅谈光伏发电系统用逆变器的基本知识 逆变器的概念 通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。 现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制(PWM)技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。 逆变器的分类 逆变器的种类很多,可按照不同的方法进行分类。 1.按逆变器输出交流电能的频率分,可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为50~60Hz的逆变器;中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz;高频逆变器的频率一般为十几kHz到MHz。 2.按逆变器输出的相数分,可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。3.按照逆变器输出电能的去向分,可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器,称为有源逆变器;凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。 4.按逆变器主电路的形式分,可分为单端式逆变器,推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。 5.按逆变器主开关器件的类型分,可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆

变器和“全控制”逆变器两大类。前者,不具备自关断能力,元器件在导通后即失去控制作用,故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者,则具有自关断能力,即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制,故称之为“全控型”,电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。 6.按直流电源分,可分为电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)。前者,直流电压近于恒定,输出电压为交变方波;后者,直流电流近于恒定,输也电流为交变方波。 7.按逆变器输出电压或电流的波形分,可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。 8.按逆变器控制方式分,可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。 9.按逆变器开关电路工作方式分,可分为谐振式逆变器,定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。 10.按逆变器换流方式分,可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。 逆变器的基本结构 逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能 逆变装置的核心,是逆变开关电路,简称为逆变电路。 该电路通过电力电子开关的导通与关断,来完成逆变的功能。电力电子开关器件的通断,需要一定的驱动脉冲,这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路。通常称为控制电路或控制回路。逆变装置的基本结构,除上述的逆变电路和控制电路外,还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等,如图2所示。 逆变器的工作原理。

(完整word版)SPWM逆变器原理讲解

SPWM 逆变器原理 所谓的SPWM 波形就是与正弦波形等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形如图1 所示,等效的原则是每一区间的面积相等 1 概述 逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但由于其含有较大成分低次谐波等缺点,近十余年来,由于电力电子技术的迅速发展,全控型快速半导体器件BJT,IGBT,GTO 等的发展和PWM 的控制技术的日趋完善,使SPWM 逆变器得以迅速发展并广泛使用。PWM 控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列,并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术,SPWM 控制技术又有许多种,并且还在不断发展中,但从控制思想上可分为四类,即等脉宽PWM 法,正弦波PWM 法(SPWM 法),磁链追踪型PWM 法和电流跟踪型PWM 法,其中利用SPWM 控制技术做成的SPWM 逆变器具有以下主要特点: (1)逆变器同时实现调频调压,系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响。(2)可获得比常规六拍阶梯波更接近正弦波的输出电压波形,低次谐波减少,在电气传动中,可使传动系统转矩脉冲的大大减少,扩大调速范围,提高系统性能。 (3)组成变频器时,主电路只有一组可控的功率环节,简化了结构,由于采用不可控整流器,使电网功率因数接近于1,且与输出电压大小无关。 2 SPWM 逆变器原理 2.1 SPWM 波形 所谓的SPWM 波形就是与正弦波形等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形如图 1 所示,等效的原则是每一区间的面积相等。如图把一个正弦波分作几等分(如图1a 中,n=12)然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替,矩形脉冲的幅值不变,各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合(如图1b),这样由几个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波等效,称作SPWM 波形。同样,正弦波的负半周也用同样的方法与一系列负脉冲波等效。 图2 为SPWM滤波线为等效正弦波UmSinω1t,SPWM 脉冲序列波的幅值为Us/2,各脉冲不等宽,但中心间距相同为π/n ,n 为正弦波半个周期内的脉冲数,令第i 个矩形脉冲宽度为δi , 其中心点相位角为θi ,则根据面积相等的等效原则,可分成

单相单极性SPWM逆变电路matlab仿真

计算机仿真实验报告 专业:电气工程及其自动化班级:11电牵4班 姓名:江流 在班编号:26 指导老师:叶满园 实验日期:2014年5月15日

一、实验名称: 单相单极性SPWM逆变电路MATLAB仿真 二、目的及要求 了解并掌握单相单极性SPWM逆变电路的工作原理; 2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink 的使用及构建模块; 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。 三、实验原理 1.单相单极性SPWM逆变的电路原理图 2、单相单极性SPWM逆变电路工作方式 单极性PWM控制方式(单相桥逆变):在Ur和U c的交点时刻控制IGBT的通断,Ur正半周,V1保持通,V2保持断,当Ur>cu时使V4通,V3断,U0=Ud,当UrUc时使V3断,V4通,U0=0。

输出电压波形 四、实验步骤及电路图 1、建立MATLAB仿真模型。以下分别是主电路和控制电路(触发电路)模型:

2、参数设置 本实验设置三角载波的周期为t,通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密,从而调节负载获取电压的质量。设置正弦波周期为0.02s,幅值为1。直流电源幅值为97V,三角载波幅值为1.2V,三角载波必须正弦波正半周期输出正三角载波,而在正弦波负半周期输出负三角载波,这可以通过让三角载波与周期与正弦波相同、幅值为1和-1的矩形波相乘实现。 五、实验结果与分析 1、设置三角脉冲波形的周期t=0.02/9s时的仿真结果:

车载电源逆变器电路原理图及维修

车载电源逆变器电路原理图及维修 一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W ~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。 二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理 目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL4 94或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。 车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。

1.车载逆变器电路工作原理 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS 功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/5 0kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。

逆变器的工作原理

逆变器的工作原理: 1.直流电可以通过震荡电路变为交流电 2.得到的交流电再通过线圈升压(这时得到的是方形波的交流电) 3.对得到的交流电进行整流得到正弦波 AC-DC就比较简单了我们知道二极管有单向导电性 可以用二极管的这一特性连成一个电桥 让一端始终是流入的另一端始终是流出的这就得到了电压正弦变化的直流电如果需要平滑的直流电还需要进行整流简单的方法就是连接一个电容 Inverter是一种DC to AC的变压器,它其实与Adapter是一种电压逆变的过程。Adapter是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而Inverter是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,I nverter则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6~40V,其内部设有一个误差放大器,一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。 以下将对Inverter的工作原理进行简要介绍: 输入接口部分: 输入部分有3个信号,12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。VIN由Adapter提供,ENB电压由主板上的MCU提供,其值为0或3V,当ENB=0时,Inverter不工作,而ENB=3V 时,Inverter处于正常工作状态;而DIM电压由主板提供,其变化范围在0~5V之间,将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端,Inverter向负载提供的电流也将不同,DIM值越小,Inverter输出的电流就越大。 电压启动回路: ENB为高电平时,输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。 PWM控制器: 有以下几个功能组成:内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保

逆变电焊机原理图纸

逆变触发电路图:

脉冲及时序板原理图:

IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性 本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。 DC/AC逆变器的制作 -------------------------------------------------------------------------------- https://www.sodocs.net/doc/169000557.html, 江苏电子网QQ:99296827 这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。--拓普电子 1.电路图

2.工作原理 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 方波信号发生器(见图3) 图3 这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。 场效应管驱动电路。

pwm逆变电路仿真

题目如下: 使用IGBT完成逆变电路仿真,直流电压300V。阻感负载,电阻值1Ω,电感值3mH。调制深度m=0.5。输出基波频率50Hz,载波频率为基频15倍,即750Hz。分别按下列要求仿真输入输出波形,进行谐波傅里叶分析。绘制主要器件的工作波形。 1,单极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真,及双极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真。对比两种调制方式的不同。 题目中需要做单极性与双极型SPWM的单相全桥逆变电路仿真,那么首先了解一下SPWM的原理。 SPWM控制的基本原理 PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛,对逆变电路的影响也最为深刻,PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础,即在采样控制中,冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时,其效果基本相同。其中,冲量指的是窄脉冲的面积;效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。如图1.1所示,三个窄脉冲形状不同,但是它们的面积都等于1, 图1.1 SPWM控制如下:

如图1-2是单相PWM逆变电路VT1~VT4是四个IGBT管,VD1~ VD4是四个二极管,调制电路作为控制电路控制IGBT导通与关断来得到所需要的波形。 图1-2 计算法和调制法: SPWM逆变电路主要有两种控制方法:计算法和调制法。计算法是将PWM脉冲宽度的波形计算出来,显然这种方法是很繁琐的,不采用。调制法是用一个三角波作为载波,将一正弦波作为调制信号进行调制。我们采用调制法。因为等腰三角波上下宽度与高度呈线性关系且左右对称,当它与一个平缓变化的正弦调制信号波相交时,在交点时刻就可以得到宽度正比于正弦信号波幅度的脉冲 单极性与双极型的控制方法如下: 1单极性PWM控制方式: 如图1-3所示,在u r和u c的交点时刻控制IGBT的通断 u r正半周,VT1保持通,VT2保持断 . 当u r>u c时使VT4通,VT3断,u o=u d当u r

一文看懂光伏逆变器工作原理!

一文看懂光伏逆变器工作原理! 工作原理及特点 工作原理: 逆变装置的核心,是逆变开关电路,简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断,来完成逆变的功能。 特点: (1)要求具有较高的效率。 由于目前太阳能电池的价格偏高,为了最大限度的利用太阳能电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。 (2)要求具有较高的可靠性。 目前光伏电站系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如:输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。 (3)要求输入电压有较宽的适应范围。 由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V的蓄电池,其端电压可能在 10V~16V之间变化,这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。 光伏逆变器分类 有关逆变器分类的方法很多,例如:根据逆变器输出交流电压的相数,可分为单相逆变器和三相逆变器;根据逆变器使用的半导体器件类型不同,又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原

理的不同,还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器,这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。 1、集中型逆变器 集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流,一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。最大特点是系统的功率高,成本低,但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时),采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接,以获得部分负载情况下的高效率。 2、组串型逆变器 组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网,已成为现在国际市场上最流行的逆变器。 许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况,从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本,也增加了系统的可靠性。同时,在组串间引人"主-从"的概念,使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下,将几组光伏组串联系在一起,让其中一个或几个工作,从而产出更多的电能。 最新的概念为几个逆变器相互组成一个"团队"来代替"主-从"的概念,使得系统的可靠性又进了一步。目前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

方波逆变电路仿真设计

前言 电力电子技术是综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科的知识,是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性,给电力电子电路的分析带来的了一定的复杂性和困难,因此一般常用波形分析的方法来研究。本文就基于MATLAB软件,利用MATLAB软件中的Simulink库具有模拟、数字混合仿真功能、具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力,进行方波逆变电路的计算机仿真分析,设计了一单相桥式方波逆变电路,和一三相桥式方波逆变电路。 单相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为300V,电阻负载,电阻1欧姆,电感2mH。 三相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为530V,电阻负载,负载有功功率1KW,感性无功功率0.1Kvar。 完成上述桥式方波逆变电路的设计,并进行计算机仿真,观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。 关键词:方波逆变器 IGBT开关器件 MATLAB计算机仿真

目录 前言??????????????????????????????I 第一章M A T L A B仿真软件???????????????????????1 1.1M A T L A B简介??????????????????????????1 1.2S i m u l i n k简介????????????????????????3 1.2.1S i m u l i n k的功能?????????????????????3 第二章I G B T开关器件简介??????????????????????4 2.1I G B T的结构??????????????????????????5 2.2I G B T的工作原理????????????????????????5 第三章主电路图工作原理说明????????????????????7 3.1逆变电路???????????????????????????7

单相单极性SPWM逆变电路matlab仿真

单相单极性SPWM逆变电路matlab仿真

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计算机仿真实验报告 专业:电气工程及其自动化班级:11电牵4班 姓名:江流 在班编号:26 指导老师:叶满园 实验日期:2014年5月15日

一、实验名称: 单相单极性SPWM逆变电路MATLAB仿真 二、目的及要求 了解并掌握单相单极性SPWM逆变电路的工作原理; 2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink 的使用及构建模块; 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。 三、实验原理 1.单相单极性SPWM逆变的电路原理图 2、单相单极性SPWM逆变电路工作方式 单极性PWM控制方式(单相桥逆变):在Ur和U c的交点时刻控制IGBT的通断,Ur正半周,V1保持通,V2保持断,当Ur>cu时使V4通,V3断,U0=Ud,当UrUc时使V3断,V4通,U0=0。 输出电压波形

四、实验步骤及电路图 1、建立MATLAB仿真模型。以下分别是主电路和控制电路(触发电路)模型:

2、参数设置 本实验设置三角载波的周期为t,通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密,从而调节负载获取电压的质量。设置正弦波周期为0.02s,幅值为1。直流电源幅值为97V,三角载波幅值为1.2V,三角载波必须正弦波正半周期输出正三角载波,而在正弦波负半周期输出负三角载波,这可以通过让三角载波与周期与正弦波相同、幅值为1和-1的矩形波相乘实现。 五、实验结果与分析 1、设置三角脉冲波形的周期t=0.02/9s时的仿真结果:

逆变器原理图_框图

车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极 限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。 TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPN

图二

本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V,4.5Ah),输出端为工频方波电压(50Hz,220V)。其系统主电路和控制电路框图如图1所示,采用了典型的二级变换,即DC/DC变换和DC/AC逆变。12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压;然后再由桥式变换以方波逆变的方式,将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压,以驱动负载。为保证系统的可靠运行,分别采集了DC高压侧电压信号、电流信号及蓄电池电压信号,送入SG3525A,通过调整驱动脉冲的占空比或关断脉冲来 实现电压调节、过流保护及欠压保护等功能。