小功率三相变频电源的设计

摘要：文中基于单片机控制技术，用功率MOS晶体管构成功率输出级，设计了一个三相变频电源，实现从直流到交流的变换。该电源不但转换效率较高，并且三相交流电输出的频率以及电压等参数均可灵活调节，可以应用到需要小功率三相变频电源的场合。
关键词：变频技术；MOS驱动；全桥电路；隔离控制

在实验室中或者在家庭的某些特殊场合经常会用到三相交流电源，而如果室内配电没有三相电源，那么就会给我们的实验或者生活带来很大的麻烦，针对此问题，本文提出了一种简单并且易于实现的三相逆变电路，可以输出三相变流电，并且具有输出电压以及输出频率等参数可以灵活调节的特点。

1 设计原理
传统的方式是用晶体管和变压器购成自激振荡电路，再通过变压器的次及输出。以这种方式实现的电路由于晶体管工作在线性状态，所以通常效率较低。本文将介绍一种数字方式实现的逆变电源，相比传统的方式效率有很大的提高，而且应用中也更加的灵活方便，电路工作过程中也更加的稳定可靠。总体的设计思路如图1所示。

即直流供电电压取要输出交流电压的峰值，在重负载的情况下可能取值还更大一点。
基于上述的理论，要实现设计主要的工作就是SPWM信号的产生以及功率输出级的设计。

2 电路的实现
2．1 SPWM信号的产生
首先，要产生三路SPWM信号，并且这三路信号要彼此有120°的相位差。这部分可以用FPGA或者MCU编程实现，用软件来实现可以非常灵活地实现各种控制，为本设计实现输出频率可调节，调制的载波的频率可调节提供了方便。
本设计采用单片机XC164S定时器硬件来产生精确的SPWM信号。定时器T12配置为循环模式，通过改变定时器的初始值，可以改变PWM的周期，从而可以控制电机的转速。同时T12的三路通道比较模式可以装入三路相位差为120°的比较值，同时每路的比较的输出值设置成两个不同的翻转，这样就可以控制上下两个MOS管的导通，同时通过设置死区时间，可以使一个桥臂上两只MOS管不同时导通，保护MOS管不被损坏。