一种用单片机制作的高频正弦波逆变器

3．正弦波逆变器

3．1　逆变器的电路原理结构

逆变器的电路工作原理图见图4所示。逆变器由辅助电源FDY；单片机脉冲调制及保护电路M1；上半桥驱动模块M4；下半桥驱动模块M5；保护模块M6；升压稳压模块M3；升压变压器T；逆变控制模块M2及输出滤波电路等几部份组成。由于采用了SMT工艺和模块化技术，使生产、安装、调试、互换及维护都非常方便。

3．2　逆变器工作原理说明

如图4所示，由高频变压器T1、场效应管Q1、Q2和控制模块M2组成推挽式高频逆变电路，它与整

流桥BR及电容器C1把蓄电池电压升至约280伏的电压，再经过升压稳压电路，输出320伏的稳定直流电压，为Q4～Q7组成的桥式正弦波逆变电路提供电源电压。升压稳压电路由电感Ll、场效应管Q3、控制模块M3、D1、C2组成的。在逆变电路中，上半桥的两个管Q4、Q6因其GS极都是悬浮的（没有接地点），所以驱动电源由高频自激振荡器制作的辅助电源FDY模块提供两组独立隔离的15V电源。模块M4是用光电耦合器设计的上半桥(Q4、Q6管)隔离驱动电路，驱动信号来自单片机AT89C2051的P1.6和P1.7端口输出的50Hz方波脉冲信号，电路结构如图5所示。模块M5是相同的两组用作电平转换和功率放大的驱动电路，它分别直接驱动下半桥的Q5、Q7管，驱动信号来自单片机的P1.5和P1.6端口输出的正弦波脉宽调制脉冲串，电路结构如图6所示。桥式逆变电路的输出经过用铁硅铝磁环制作的电感L2和电容C3滤波后，输出正弦波电压。

本逆变器的正弦波输出电压频率精度是不容置疑的，不需任何调整。因为它是通过24MHz晶振分频得到的。由于受程序指令工作周期的影响，导致单片机输出的脉宽和脉冲间隔与计算值有所不同，使输出波型产生一些小许的畸变和失真。因此，还需要在第一次调试过程中，对脉冲的宽度和间隔作某些简单的实时修正，这样就能使正弦波失真度更小。当然，正弦波的失真度还与输出滤波电路的电感、电容的取值也有关。