摘要：提出一種基于工頻變壓器的逆變電源設(shè)計(jì)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(shí)U3988內(nèi)部具有各種電路保護(hù)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(shè)計(jì)采用工頻變壓器起到隔離保護(hù)的作用，使電路具有系統(tǒng)可靠性功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于傳統(tǒng)逆變器，該設(shè)計(jì)方案不僅省去額外保護(hù)電路使電路結(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞：逆變電源;U3988;工頻變壓器;隔離

　　隨著科技的不斷進(jìn)步，逆變技術(shù)有更廣泛的發(fā)展。逆變電源的研究也有了進(jìn)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(lǐng)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(bǔ)了工頻逆變器體積大、頻率低、功效低等系列缺點(diǎn)，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(dú)立逆變電源設(shè)計(jì)方案。

　　1.逆變電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　圖1為基于脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的逆變電源結(jié)構(gòu)框圖。整個(gè)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(dá)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220V/50Hz交流。

　　2.逆變電源硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.1 PWM技術(shù)

　　PWM控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)是沖量定理，利用正弦波作為調(diào)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(diào)制波(SPWM)，將此方波信號(hào)加在逆變橋逆變功率管控制起開通關(guān)斷，最終得到接近理想的交流輸出波形。該技術(shù)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(gè)引腳輸出的信號(hào)一般要通過死控制電路才送到逆變橋。

　　2.2 工頻變壓器在逆變電路中的作用

　　工頻逆變電源輸入一般為低壓直流，采用全橋逆變電路，通過對場效應(yīng)管的開關(guān)頻率作用控制輸出交流電壓。輸出的220V正弦波交流電壓的峰一峰值是620V，而一般的逆變電源輸入整流電壓為310V，為了使逆變器不失真輸出220V正弦波交流電壓，逆變器前面的直流電壓必須是680～870V。因?yàn)橐话愕哪孀冚斎腚妷哼h(yuǎn)遠(yuǎn)小于該值，所以必須加一個(gè)輸出變壓器將逆變器輸出電壓提升到額定峰值以上才可以使用，如圖3所示。

　　該電路采用全橋變換電路結(jié)構(gòu)，這種變換器輸出不是1根火線和1根零線，而是2根火線，但一般在接負(fù)載時(shí)都要求有零線。如果沒有輸出隔離變壓器將l根火線硬性接零線，就會(huì)導(dǎo)致逆變電源不能正常工作。圖4為無輸出變壓器正半波時(shí)的電流流動(dòng)方向。

　　從圖4中看出，由于零線的接入，使負(fù)載電流經(jīng)過負(fù)載后不經(jīng)過整流管和逆變功率管，而是直接流回市電的零線輸入端，在這種情況下，圖中虛線框中的整流器和逆變功率管都未起作用。按照正常工作程序，負(fù)載電流應(yīng)該流過兩個(gè)橋式電路的整流管和逆變功率管。圖5為有輸出變壓器正半波時(shí)的電流流動(dòng)方向。當(dāng)輸出端接入了隔離變壓器后就可以在變壓器的次級(jí)(負(fù)載輸入端)連接市電的零線，于是就構(gòu)成可靠的供電系統(tǒng)。可見，隔離輸出變壓器對于逆變橋電路來說是一個(gè)重要的組成部分，使逆變電路具有可靠穩(wěn)定的特點(diǎn)。

　　2.3保護(hù)電路

　　3.逆變電源電路的不足

　　通過以上分析，綜合介紹了工頻逆變電源的電路結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)電路中綜合了數(shù)字化器件的先進(jìn)功能，以及工頻變壓器的隔離作用，達(dá)到了電路設(shè)汁簡單可靠的目的。