基于工頻變壓器的獨立逆變電源設計

摘要：提出一種基于工頻變壓器的逆變電源設計方案。該控制電路采用U3988為控制器，輸出PWM波形來控制逆變電路功率管，同時U3988內部具有各種電路保護作用，可使逆變電源數(shù)字化，簡化電路；與無工頻變壓器逆變電路相比，該電路設計采用工頻變壓器起到隔離保護的作用，使電路具有系統(tǒng)可靠性功能。實驗結果表明，對于傳統(tǒng)逆變器，該設計方案不僅省去額外保護電路使電路結構簡單明了，還可以使系統(tǒng)從無法保障穩(wěn)定性到具有可靠穩(wěn)定性。
關鍵詞：逆變電源；U3988；工頻變壓器；隔離

隨著科技的不斷進步，逆變技術有更廣泛的發(fā)展。逆變電源的研究也有了進一步發(fā)展。目前，除了存在工頻逆變器，高頻逆變器也已經(jīng)開始占領逆變電源的發(fā)展市場并有望取代工頻逆變器。雖然高頻逆變器彌補了工頻逆變器體積大、頻率低、功效低等系列缺點，但是仍無法完全取代工頻逆變器的作用。與高頻逆變器相比，工頻逆變器具有其特有優(yōu)勢。這里提出了一種基于工頻變壓器的獨立逆變電源設計方案。

1 逆變電源結構設計
圖1為基于脈寬調制(PWM)技術的逆變電源結構框圖。整個電路選擇低壓直流輸入經(jīng)全橋逆變電路逆變得到交流電壓，經(jīng)工頻升壓電路升壓達到額定峰值，然后經(jīng)濾波電路輸出滿足要求的交流電壓，一般要求輸出220 V／50 Hz交流。

2 逆變電源硬件電路設計
2．1 PWM技術
PWM控制技術的理論基礎是沖量定理，利用正弦波作為調制波施加在載波輸出幅值相等、脈寬按正弦波變化的雙極性脈寬調制波(SPWM)，將此方波信號加在逆變橋逆變功率管控制起開通關斷，最終得到接近理想的交流輸出波形。該技術使得硬件電路簡單，并提高輸出波形效率。圖2是采用U3988器件控制逆變橋的接線圖及SPWM波形，其中0UTA、0UTB是正弦波SPWM脈沖序列的輸出引腳，這2個引腳輸出的信號一般要通過死控制電路才送到逆變橋。