直流48变交流220SPWM全桥逆变器电路

输入:48Vdc,    输出:220Vac/50Hz
二. 作业总体框图
图1作业总体框图
三.作业原理分析
SPWM脉宽调制原理
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波形(含形状和幅)。当采用正弦波作为调制信号
来控制输出PWM脉冲的宽度,使其按照弦波的规律变化,这种脉冲宽度调制控制策略就称为正弦脉冲宽度调制(Sine pulse 一个度导航width modulation,SPWM),产生SPWM脉冲,采用最多的载波是等腰三角波;因电缆保护管HDPE为等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称,当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时,如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制,就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲。在调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM波形。
SPWM波形的产生(如图2)联合签名入口
图2 SPWM波形的产生无纺布挂历
1.电路组成及工作原理分析:
电路主要由弦波和三角波发生电路,控制电路逆变升压电路和保护电路组成。电路中所用到的元器件主要有GS61001,ICL8038,运算放大器LF353,比较器LM311,IR2110,MOSFET,CD4069,电阻电容及齐纳二极管组成
2.电源电路分析
    半带滤波器为了给主电路,驱动电路,保护电路的芯片提供正常工作电压,要把+48V直流电变换成+15V直流电。可采用GS61001芯片为其供电,GS61001是一款48V电池供电降压型DC-DC电源管理芯片,内部集成基准电源、振荡器、误差放大器、过热保护、限流保护、短路保护等功能,非常适合高压60V以上场合应用。(如图3)
图3 电源电路
3.控制电路分析
当电路开始工作,首先由ICL8038产生的正弦波和三角波,正弦波和三角波的幅值由可调电阻来控制,得到的波可以通过LF353运算放大器构成的反相电路进行反向,得到方向相反的正弦波,正弦波与三角波信号通过LM311比较芯片产生SPWM脉冲。(如图4)
图4 SPWM脉冲的产生
3.1 ICL8038引脚功能及特点简介
ICL8038的波形发生器是一个用最少的外部元件能生产高精度正弦,方形,三角, 锯齿波和脉冲波形彻底单片集成电路. 频率(或重复频率) 选定从0.001hz300khz可以选用电阻器
或电容器来调节, 调频及扫描可以同一个外部电压完成.
图5 ICL8038引脚功能
图6 ICL8038内部原理图
4.主电路分析:
主电路主要由驱动电路和逆变升压电路两大部分组成(如图7)
本次设计我们采用倍频SPWM技术,在开关频率不变的情况下,达到输出频率倍增的效果。IR2110用于驱动全桥逆变器用以控制电能量采集终端MOSFET的通断,在IR2110的外围电路使用二极管和齐纳二极管防止MOSFET的同时导通而击穿。如下图所示,MOSFET采用IRF150,4个IRF150两两串联后并联成桥式逆变主电路,U输入为出入电压,VDC输出电压,电容C1、C3为VCC的滤波电容,电容C2、C4为自举电容,二极管为自举二极管。MOSFET的驱动采用芯片IR2110驱动,2个IR2110芯片分别驱动桥式逆变主电路的2个桥臂。工作时,两个IR2110(1)和IR2110(2)的输入SPWM脉冲是相反的,两个IR2110分别驱动不同桥臂的MOSFET管,IR2110(1)的HO驱动Q1、IR2110(1)的LO驱动Q2,IR2110(2)的HO驱动Q3、IR2110(2)的LO驱动Q4,由于输入的两个SPWM脉冲是相反的,2个桥臂上的MOSFET管会交叉导通,即Q1、Q3同时导通或者Q2、Q4同时导通,两种情况依次循环导通,从而完成逆变。输出后经变压器T升压。
图7 主电路图
4.1 驱动电路设计
在功率变换装置中,根据主电路的结构,起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器,兼有光耦隔离和电磁隔离的优点,是中小功率变换装置中驱动器件的首选。该芯片具有驱动电流大,速度快,外围电路简单,可驱动母线电压高达500V的全桥,对输入信号要求低等优良性能。

本文发布于:2024-09-25 10:27:13,感谢您对本站的认可!

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