一种简易数字控制的三相逆变电源的研制
预置于EPROM内的数值由多种方式产生,常见的是先计算出来并存表,对应于不同的基波频率,按一定规律算出相对应的脉宽,再转换成数值。本文通过建立起三相逆变电路SPWM控制的模型,采用MATLAB仿真,M-file程序加死区处理后得到如图4所示的控制开关管的脉冲波形。
(a)对应开关管VT1
(b)对应开关管VT4
图4 对应开关管的控制脉冲
可见,同一桥臂两开关管VT1与VT4的控制脉冲满足互补导通关系。将一个周期取样,高电平“1”对应开关管导通,低电平“0”对应开关管关断,就可将一周期内任一时刻六个开关管的开关状态对应于二进制数010110、010100、110100......依此类推,可得出任一时刻的六个开关管开关状态。将这些二进制数据转换为十六进制后存储于EPROM内,再经如图5所示的SPWM波生成原理图转换后,就可将这些存储于EPROM内的数据转换成任一时刻开关管对应的状态。修改MATLAB程序,可得到不同的开关频率,也可改变调制比和输出的基波频率。
图5 SPWM波生成原理图
2)驱动电路
本文采用的是由IR2130为核心元件及其外围元器件构成的驱动电路,电路结构简单,集成度高,集控制电路、电平转换、低阻抗输出和识别保护等为一体。仅需一路辅助电源供电,较常规的驱动电路省去了三路辅助电源,几个外围分立元器件就可使三相桥式电路的逻辑控制信号与MOS栅极器件完整连接。
2.3 检测与保护电路
检测电路主要有直流输入电流检测、推挽直流输出电压检测、交流输出电压检测等。根据直流输入电流的检测结果,可判断推挽环节和逆变环节有无过载和短路现象,若有,则通过保护电路封锁控制信号脉冲使推挽升压电路和逆变电路均停止工作;交流输出电压检测电路一方面将电压反馈至推挽环节的调整电路以调整逆变器的输出电压,另一方面送至保护电路,当输出电压过高时封锁输出电压脉冲,以上保护信号还可转换成对应的电压信号送至IR2130的脚9(Itrip端),当该信号大于其内置的0.5V参考电位时,IR2130就封锁六路开关管的驱动信号,起到了双重保护作用。
3 实验结果
根据上述理论,设计了一台样机。主要技术指标为
蓄电池电压在22~26V之间变化;
输出交流电压为110V±3%;
频率为400Hz±0.1%;
输出功率为500W。
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