正弦波逆变器.doc

正弦波逆变器 目 录 第1章 概述 ........................................................................................................................... 2 第2章 正弦波逆变器技术要求和主电路 .............................................................................. 4 2.1总体框架图 ............................................................................................................... 4 2.2逆变电源的设计要求和目标 ................................................................................... 5 2.3主电路形式选择 ....................................................................................................... 5 2.3.1有工频变压器的逆变电源 .......................................................................... 5 2.3.2无工频变压器的逆变电源 .......................................................................... 6 第3章 正弦波逆变器主电路设计 ........................................................................................ 7 3.1有工频变压器的逆变电源主电路设计 ................................................................... 7 3.1.1电路形式 ..................................................................................................... 7 3.1.2 参数设计 .................................................................................................... 8 3.2 无工频变压器的逆变器主电路设计 ...................................................................... 9 3.2.1电路形式 ..................................................................................................... 9 3.2.2 参数设计 .................................................................................................. 11 第4章 正弦波逆变器输出变频调制方式 ........................................................................ 12 4.1 SPWM正弦脉宽调制方式 .................................................................................... 12 4.1.1单极性调制方式........................................................................................ 13 4.1.2双极性调制方式........................................................................................ 13 4.1.3单极性倍频调制方式 ................................................................................ 13 第5章 正弦波逆变器控制电路 ........................................................................................ 14 5.1总控制电路 ............................................................................................................. 14 5.2 控制局部电路 ........................................................................................................ 18 5.2.1放大电路设计 ........................................................................................... 18 第6章 总结与心得................................................................................................................ 19 1 第1章 概述 电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。

普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电 随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一 逆变器，是指整流器的逆向变换装置，其作用是通过半导体功率开关器件（例如SCR,GTO,GTR,IGBT和功率MOSFET模块等）的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置由于多数负载要求逆变器输出正弦波，因而正弦波逆变器用途最广泛 正弦波逆变电源利用蓄电池的直流电作为输入，经逆变后输出纯净的正弦波交流电，输出电压和频率极为稳定并可长期连续工作，消除了直接使用市电带来的供电中断，电压不稳，杂音干扰和雷电侵入等不利因素，同时克服了小型ups供电时间短的致命 2 缺陷，确保用电设备连续可靠的工作。

在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术该调制方法的最大缺点是它的4个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大本文针对正弦波输出变压变频电源SPWM调制方式及数字化控制策略进行了研究，以TMS320F240数字信号处理器为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出 3 第2章 正弦波逆变器技术要求和主电路 2.1总体框架图 输入180_285V直流电 SPWM控制电路 输出220V交流电 驱动放大电路 逆变电路 升压滤波 电路 电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电。

逆变电源的工作原理与UPS有以下两点区别： 1）逆变电源不需要与交流电网锁相同步，因为其负载可以瞬间停电（几秒以内） 4 2）逆变电源的输入直流电压为180～285V，而UPS内置电池电压为12V或24V 2.2逆变电源的设计要求和目标 1）输出电压：输出为单相220VAC（有效值），频率为50Hz 2）输出功率：1000W，允许过载20%，既Poma_=1200W 2.3主电路形式选择 这种正弦波输出逆变器的输入电压变化范围较宽，为180～285V，而其输出则要求是稳压的因此，该逆变电源的逆变电路必须有一个升压的过程这种逆变电源的主回路形式有下述两种 2.3.1有工频变压器的逆变电源 桥式逆变电路以SPWM方式工作，将185～285VDC电压逆变成有效值基本不变的SPWM波形，由工频变压器升压得到220V交流电压 这种电路方式效率比较高（可达90%以上）、可靠性较高、抗输出短路的能力较强但是，它响应速度较慢，波形畸变较重，带非线性负载的能力较差，而且噪声大 5。