一種簡(jiǎn)易數(shù)字控制的三相逆變電源的研制

預(yù)置于EPROM內(nèi)的數(shù)值由多種方式產(chǎn)生，常見(jiàn)的是先計(jì)算出來(lái)并存表，對(duì)應(yīng)于不同的基波頻率，按一定規(guī)律算出相對(duì)應(yīng)的脈寬，再轉(zhuǎn)換成數(shù)值。本文通過(guò)建立起三相逆變電路SPWM控制的模型，采用MATLAB仿真，M-file程序加死區(qū)處理后得到如圖4所示的控制開(kāi)關(guān)管的脈沖波形。

(a)對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管V_T1

(b)對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管V_T4

圖4 對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管的控制脈沖

可見(jiàn)，同一橋臂兩開(kāi)關(guān)管V_T1與V_T4的控制脈沖滿(mǎn)足互補(bǔ)導(dǎo)通關(guān)系。將一個(gè)周期取樣，高電平“1”對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，低電平“0”對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，就可將一周期內(nèi)任一時(shí)刻六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)010110、010100、110100......依此類(lèi)推，可得出任一時(shí)刻的六個(gè)開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。將這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制后存儲(chǔ)于EPROM內(nèi)，再經(jīng)如圖5所示的SPWM波生成原理圖轉(zhuǎn)換后，就可將這些存儲(chǔ)于EPROM內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成任一時(shí)刻開(kāi)關(guān)管對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。修改MATLAB程序，可得到不同的開(kāi)關(guān)頻率，也可改變調(diào)制比和輸出的基波頻率。

圖5 SPWM波生成原理圖

2）驅(qū)動(dòng)電路

本文采用的是由IR2130為核心元件及其外圍元器件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，集控制電路、電平轉(zhuǎn)換、低阻抗輸出和識(shí)別保護(hù)等為一體。僅需一路輔助電源供電，較常規(guī)的驅(qū)動(dòng)電路省去了三路輔助電源，幾個(gè)外圍分立元器件就可使三相橋式電路的邏輯控制信號(hào)與MOS柵極器件完整連接。

2.3 檢測(cè)與保護(hù)電路

檢測(cè)電路主要有直流輸入電流檢測(cè)、推挽直流輸出電壓檢測(cè)、交流輸出電壓檢測(cè)等。根據(jù)直流輸入電流的檢測(cè)結(jié)果，可判斷推挽環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)有無(wú)過(guò)載和短路現(xiàn)象，若有，則通過(guò)保護(hù)電路封鎖控制信號(hào)脈沖使推挽升壓電路和逆變電路均停止工作；交流輸出電壓檢測(cè)電路一方面將電壓反饋至推挽環(huán)節(jié)的調(diào)整電路以調(diào)整逆變器的輸出電壓，另一方面送至保護(hù)電路，當(dāng)輸出電壓過(guò)高時(shí)封鎖輸出電壓脈沖，以上保護(hù)信號(hào)還可轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)送至IR2130的腳9（Itrip端），當(dāng)該信號(hào)大于其內(nèi)置的0.5V參考電位時(shí)，IR2130就封鎖六路開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，起到了雙重保護(hù)作用。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述理論，設(shè)計(jì)了一臺(tái)樣機(jī)。主要技術(shù)指標(biāo)為

蓄電池電壓在22～26V之間變化；

輸出交流電壓為110V±3％；

頻率為400Hz±0.1％；

輸出功率為500W。