36V输出单相正弦波逆变电源
(完整)单相正弦波PWM逆变电路
一、实验目的1、用MATLAB对单相正弦波PWM逆变电路进行仿真，讨论载波信号、调制信号对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响.2、主要讨论载波比、调制深度对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响。
二、实验原理1、PWM控制的基本原理PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,将宽度变化的窄脉冲作为驱动信号，其控制的基本原理是面积等效原理，即:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积.效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段常接近，仅在高频段略有差异。
如图1—1为PWM波等效为正弦波，2-1a中把正弦波分成N等分，就可以把正弦波看成是由N个彼此相连的脉冲序列组成的波形，这些脉冲的宽度相等，都为π/N，但幅值不相等。
如果把这一系列的窄脉冲用等幅而不等宽的矩形窄脉冲代替,使矩形脉冲的中点与相应的正弦脉冲部分的中点重合,且使矩形脉冲与相应的正弦脉冲的面积相等,且宽度是按正弦规律变化的如图2—1b，由面积等效原理可知,PWM波和正弦波是等效的。
这种脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形叫做SPWM.图2—1 SPWM波等效为正弦波2、电路结构及控制方法2.1单相SPWM逆变电路结构图2-2单相SPWM 逆变电路2.2 单相SPWM 逆变电路控制方式图2-3单极性SPWM 控制方式波形 图2—4双极性SPWM 控制方式波形对于单极性SPWM ，如图2-3所示，在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断.在Ur 的正半周,VT1保持通态，VT2保持断态,当Ur 〉Uc 时使VT4导通，VT3关断，Uo=Ud ；当Ur<Uc 时使VT4关断，VT3导通，Uo=0。
在Ur 的负半周，VT1保持断态，VT2保持通态，当Ur 〈Uc 时使VT3导通,VT4关断，Uo=—Ud;当Ur 〉Uc 时使VT3关断，VT4导通，Uo=0.对于双极性SPWM ，如图2-4所示，仍然在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断。
输出频率可调单相升压逆变器的设计
输出频率可调单相升压逆变器的设计董招辉;欧俊希;宾斌;陈文光【摘要】A single-phase sine-wave inverter power supply is designed. It can convert the 24V DC to 36V AC. It adopts synchronous boost converter and full bridge inverter technology, and TM4C123GH6PM micro-controller as the control chip. The input voltage feed-forward control, the output-voltage-current double closed-loop PID control methods and FFT process are applied. The experimental results show that its convert efficiency high to 95%, THD low to 0.5%, and transient response time within 100ms.The output frequency can adjust from 20 Hz to 100 Hz and with high accuracy;in the cases of input under-voltage, over-voltage and output over current, the inverter can protect and self-recovery under failure recovery; It can display the output power、power factor, THD, frequency and operation status. The system has the features of a compress circuit structure, low cost, running stably and reliably.%采用同步boost升压和全桥逆变技术设计了单相正弦波逆变电源电路,将24 V直流转换为36 V交流电压,以TM4C123GH6PM微控制器为主控芯片,加上输入电压前馈控制、输出电压-电流双闭环PID控制、FFT处理,具有高效(效率为95%)、低THD(0.5%左右)、低瞬态响应时间(在100 ms以内)、输出频率20~100 Hz可调、频率准确的特点;在输入欠过压、输出过流等情况下,能进行自我保护,故障排除后自恢复输出功能;可显示输出功率、功率因数、THD、频率和电路运行状态.系统电路结构简单、成本低、稳定可靠.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)019【总页数】4页(P110-113)【关键词】升压逆变;同步boost;全桥;双闭环控制;FFT【作者】董招辉;欧俊希;宾斌;陈文光【作者单位】南华大学电气工程学院,湖南衡阳 421001;湖南省特种设备检验检测研究院郴州分院湖南郴州 423000;南华大学电气工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】TN7Abstract:A single-phase sine-wave inverter power supply is designed.It can convert the 24V DC to 36V AC.It adopts synchronous boost converter and full bridge inverter technology，and TM4C123GH6PM micro-controller as the control chip.The input voltage feed-forward control，the output-voltage-current double closed-loop PID control methods and FFT process are applied.The experimental results show that its convert efficiency highto 95%，THD low to 0.5%，and transient response time within 100ms.The output frequency can adjust from 20 Hz to 100 Hz and with high accuracy；in the cases of input undervoltage，over-voltage and output over current，the inverter can protect and self-recovery under failure recovery； It can display the output power、power factor， THD， frequency and operationstatus.The system has the features of a compress circuit structure，low cost， running stably and reliably.Key words:step-up inverter； synchronous boost； full bridge； double closed-loop control； FFT随着电力电子技术的发展，逆变电源的应用越来越广泛，对逆变系统的效率和输出电压波形特性也提出了越来越高的要求。
纯正弦波逆变器电路图大全(数字式-自举电容-光耦隔离反馈电路图详解)
纯正弦波逆变器电路图大全（数字式/自举电容/光耦
隔离反馈电路图详解）
纯正弦波逆变器电路图（一）
基于高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案
逆变电源硬件结构如图2所示。
主要包括直流推挽升压电路、正弦逆变电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、主控制器和点阵液晶构成。
其中，直流升压部分将输入电压升高至输出正弦交流电的峰值以上的母线直流电压，正弦逆变部分将母线直流电压逆变后经输出滤波电路得到正弦式交流电，采样电路则对母线电压、母线电流、输出电压、输出电流、输入电压进行采样，以实现短路保护、过压欠压保护、过流保护、闭环稳压等功能。
驱动电路的功能是将驱动信号的逻辑电平进行匹配放大，以满足驱动功率管的要求。
控制电路的功能是产生驱动信号，并对采样信号进行处理，以实现复杂的系统功能。
点阵液晶的功能是显示系统工作信息，如果输出电压、电流以及保护信息等。
图2
1）主控制器。
单相逆变器 工作原理
单相逆变器工作原理
单相逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的电力装置。
它的工作原理可以分为两个主要步骤：直流输入和交流输出。
首先，单相逆变器接受直流输入电源。
直流电源通常来自太阳能电池板、电池或者其他直流电源。
直流输入电源经过整流和滤波装置，将输入电流转换为稳定的直流电压。
这一步骤可以使逆变器输入电压稳定，并滤除电源中的噪声和干扰。
接下来，逆变器将稳定的直流电压转换为负载所需的交流电压。
逆变器通过电子开关控制，在不同的时间间隔内改变直流电压的极性和幅值。
例如，当需要产生正弦波的正半周时，逆变器将输出一个正的电压脉冲；当需要产生负半周时，逆变器则输出一个负的电压脉冲。
通过适当的控制开关状态和周期，逆变器可以生成频率和幅值都符合负载需求的交流电压。
输出的交流电压可以连接到家用电器、电网等负载，从而实现交流电能的供应。
总体而言，单相逆变器通过将直流电能转换为稳定的交流电能，满足了许多电气设备和系统对交流电的需求。
单相正弦波逆变电源设计简易报告
单相正弦波逆变电源设计简易报告一、任务设计并制作输出电压为36V AC 的单相正弦波逆变电源，输入为12VDC 电源，负载为阻性。
结构框图如下图所示。
DC/AC 变换滤波器U iU oI i I o R L二、要求：2.1 基本要求（1）在额定输入电压U i =10~14.5V 下，输出电压U ORMS =36±0.5V ，频率0.5Hz 50±=O f ，额定满载输出功率50W ；（2）输出正弦波电压，THD ≤3%； （3）满载情况下，逆变效率η≥83%；（4）具有输入过压、欠压保护功能，欠压保护点9±0.5V ，过压保护点16±0.5V 。
当满足过压、欠压条件时，关闭输出；（5）输出过流保护功能，动作电流I o =1.6±0.1A 。
2.2 发挥部分（1）进一步提高逆变器效率，η≥95%； （2）输出正弦波电压THD ≤1%； （3）输出频率可调20~100Hz ；（4）具有输出短路保护功能，可自恢复，具有工作及保护指示； （5）其他。
三、说明1. 输入电源可来自直流稳压电源，或者采用调压器+隔离变压器+整流+滤波得到；2. 系统供电全部采用U i 供给，不得另外提供其他电源。
3. 不得使用电源类产品改制，不得采用各种电源和逆变模块，不得采用各类集成功率放大电路。
4. 不得采用SPWM 专用芯片。
5. 注意作品制作工艺，留出测试端口。
6. 尽可能降低制作成本。
7. 测试开始后，不允许对电路进行任何调整。
四、评分标准项目评分报告1. 方案论证2．关键技术指标的设计保证措施及关键技术分析等。
3．单元电路的工作原理，必要的理论计算等。
4. 测试方法及测试数据分析等。
5. 报告的完整性和规范性30分基本部分完成（1）21分完成（2）10分完成（3）10分完成（4）6分完成（5）3分发挥部分完成（1）12分完成（2）12分完成（3）12分完成（4）9分完成（5）5分。
单相纯正正弦波逆变控制芯片TDS2285_2KW
单相纯正正弦波逆变控制芯片TDS2285以下为用改芯片打造的24V-2000W机器最后来张空载波形:这么看波形倒是很好，不过要是有带载2kw的波形就更好了2KW的要看什么负载，其实波形的失真与否输出和芯片关系不大，主要是滤波器的设置我们可以用到，我们公司有一款产品正是需1000W的类似产品，不知道你是卖芯片还是卖这个产品，你这个图很复杂吧，用了那么多运放，另外想问一下你这个成本是多少，太贵了就不行了，现在成本控制的比较厉害，另外想问一下，这个在带2000W时的波形变形厉害不，效率有多少对于象我这样不懂单片机编程的爱好者来说，要设计一个SPWM电路，首先肯定会想到用纯硬件方案，我在去年就花了大约半年时间来研究纯硬件SPWM的驱动电路，做出了很多版本的实验板，但没有一块是令人满意的。
总结一下整个过程，我觉得要做出一款性能指标比较好的纯硬件电路，有以下三难：一是：设计一个性能稳定，波形良好的基准源有点难。
一般常用的文氏电桥振荡器，虽然电路简单、起振容易，但有一个很头痛的问题，就是输出的幅度有温漂，且波形的失真度也较高，一般在 1.7-2.5%之间。
我也试过用函数块8038的振荡器，8038虽然输出比较稳定，但要把它的失真度做小，外围元器件也不算少了，更何况要几十元一个的高昂价格；二是：要设计一个速度快且线性很好的调制器也不容易，我曾试过用3525做调制器的，也试过用LM339做调制器，总觉得不是电路复杂就是指标不高；三是：设计一个大反馈稳压电路难。
纯硬件方案中，做稳压反馈，一般是用误差放大器，如果放大器的增益过低，则稳压控制范围就不够大，稳压效果很差，如果放大器增益高了，又很容易自激；更有甚者，信号通过各级LC电路后，多多少少会有相移，所以在电路中还要做各种补偿。
所以，要做出一款性能指标都不错的纯硬件SPWM驱动，需要有很强的电路设计能力，很好的电路基础知识，钟工就有一款很不错的纯硬件驱动，/topic/180615。
恒压恒频正弦波逆变电源设计方案
恒压恒频正弦波逆变电源设计方案1 主电路单相CVCF 逆变电源先将交流电整流为直流电，再通过输入逆变电路逆变成交流电，然后用变压器降压；再进行SPWM 调节，使输出为110V 正弦波电压。
输入逆变电路控制采用专用芯片，输出逆变电路SPWM 控制及逆变电源的各种保护采用单片机控制。
当蓄电池的电压过高或过低时逆变电源将停止工作并灯光指示报警，保护逆变电源和蓄电池；当蓄电池的电压在正常范围内波动时，输出电压不变；当输出电流过大时，单片机将停止SPWM 输出，保护电源的器件。
1.1 整流电路整流电路采用桥式整流电路。
桥式整流电路如图1-1所示。
本电路中只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
图1-1桥式整流电路原理图该整流电路中，交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，所以该电路为全波整流。
在输入电压一个周期内，整流电压波形脉动两次。
V 198220.0=⨯二极管承受的最大正向电压为V 6.155222= 承受的反向电压为V U 31222=要使整流后电压连续需满足3≥wRC ，不妨取C=9.4mF ，R=10ΩLC w 越大，则谐波越小，本设计取mH L 1=1.2 逆变电路采用全桥逆变电路。
此电路有四只开关管，需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制两对开关管，难免导致驱动电路复杂。
控制虽相对复杂，但电压利用率较高，在单相逆变中应用广泛，可实现各种控制电路。
如图1-2：G 36G 36图1—2 全桥逆变电路输出原边部分电阻电容参数L R ,，为了使电路损耗较小R 尽量取得小，取1=R Ω，mH L 1=逆变器原边输出电压V mU U d 4.1588.01981=⨯==要得到电压V U 702=，则有变压器变比26.2704.158==k得到正弦波幅值V V U 100270max 2==取6=R Ω，L=3.6H 得到功率为700W2 SPWM控制电路设计2.1 SPWM波的基本原理SPWM调制主要是用于逆变器中实现幅度和频率可调的正弦波电压，是在逆变器输出交流电能的一个周期内，将直流电能斩成幅值相等而宽度根据正弦规律变化的脉冲序列。
电力电子技术实验三 单相正弦波
实验七单相正弦波（SPWM）逆变电源研究（老实验台）一．实验目的1．掌握单相正弦波（SPWM）逆变电源的组成、工作原理、特点、波形分析与使用场合。
2．熟悉正弦波发生电路、PWM专用集成电路SG3525的工作原理与使用方法。
二．实验内容1．正弦波发生电路调试。
2．PWM专用集成电路SG3525性能测试。
3．带与不带滤波环节时的负载两端，MOS管两端以及变压器原边两端电压波形测试。
4．滤波环节性能测试。
5．不同调制度M时的负载端电压测试。
三．实验系统组成及工作原理能把直流电能转换为交流电能的电路称为逆变电路，或称逆变器。
单相逆变器的结构可分为半桥逆变器、全桥逆变器和推挽逆变器等形式。
本实验系统对单相推挽逆变电路进行研究。
推挽逆变器的主要优点是在任何时刻导通的开关不会多于一个，对于输出相同的功率，开关损耗比较小，因此，特别适用于由低直流电压（如电池）供电的场合。
另外，两个开关管的驱动信号是共地的，可简化驱动电路，其不足是变压器原边绕组利用率低，当变压器原边两个绕组不完全对称时或者两开关器件特性不对称时，还可能出现直流磁化饱和现象。
逆变器主电路开关管采用功率MOSFET管，具有开关频率高、驱动电路简单、系统效率较高的特点。
当开关其间VT1、VT2轮流导通，再经推挽变压器升压后，即可在负载端得到所需频率与幅值的交流电源。
脉宽调制信号由专用集成芯片SG3525产生。
SG3525芯片不仅能产生频率灵活可变的方波，而且可输出正弦PWM（SPWM）信号，以提高后接变压器的工作频率。
为了使SG3525产生一个SPWM信号，可在芯片的9脚处加入一个幅度可变的50Hz正弦波（我们这里仅需得到频率固定的50Hz可变电源，若需获得频率也可变的交变电源，则只需在9脚处加入一个幅值与频率均可变的正弦波即可），与5脚处的锯齿波信号进行比较，从而获得SPWM 控制信号，改变正弦波的幅值，即改变调制度M（调制度定义为正弦波调制波峰U rm与锯齿波载波峰值U tm之比，即M=U rm/U tm）就可以改变输出电压的幅值，正常M≤1。
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单相正弦波逆变电源
设计报告
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目录
1.系统方案论证 (1)
1.1电源变换拓扑方案论证 (1)
1.2辅助电源的方案选择 (2)
1.3 DC-AC实现方案 (2)
2.理论分析与计算 (3)
2.1电源变换器的设计与计算 (3)
2.2电感的计算 (4)
3. 控制电路的设计 (4)
3.1 DC-DC变换器控制设计 (4)
3.2保护电路设计 (5)
3.2.1过压，欠压保护 (5)
3.3正弦函数发生器 (6)
3.4 SPWM波的实现 (7)
4. 系统测试及结果分析 (8)
4.1测试使用的仪器设备 (8)
4.2测试数据 (9)
参考文献 (9)
单相正弦波逆变电源
摘要：本逆变器以推挽电路为核心，以SG3525为主控芯片，以ICl8038为正弦波信号发生器，根据反馈信号对PWM信号做出调整，进行可靠的闭环控制，从而实现SPWM波。
同时该逆变器具有输出过流保护和输入欠压，过压保护功能。
关键词：DC-DC，推挽，SPWM，逆变。
一、系统方案论证
1.1电源变换拓扑方案论证
方案一：推挽式DC-DC变换器。
推挽电路是两不同级性晶体管输出电路无输出变压器（有OTL、OCL等）。
是两个参数相同的功率BTJ管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务。
电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。
推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。
推挽式拓补结构原理如1.1所示
图 1.1
方案二：Boost升压式DC-DC变换器。
拓扑结构如图1.2所示。
开关的开通和关断PWM信号控制开关的开通和关断，电感L随开关的导通和关断不断地存储能量和释放能量，电感储能后使电压升高，而电容C可将输出电压保持平稳，通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。
该电路采取直接直流升压，电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。
图1.2
综合比较，方案一和方案二都适用于升压电路，推挽式DC-DC变换器可由高频变压器将电压升至任何值。
Boost升压式DC-DC变换器中的占空比不能太小，由12V升压至51V，PWM信号的占空比较低，会使得Boost升压式DC-DC变化器的损耗比较大。
所以采用方案一基于损耗的考虑，选择方案二。
1.2辅助电源的方案选择
方案一：采用稳压芯片7812和7912稳压出正负电源。
方案二：采用反激DC-DC变换器，反激变化器电路图1.2.1如下
1.2.1
综合比较，方案一优点是采用较少的元器件就能稳压，但是效率不高，并且系统要求输入最低电压10伏，所以不能稳压出12伏电源，方案二的反激变换器的优点是效率高达85%，缺点是需要的元器比较件多，成本较高。
由于辅助电源会影响到整个电源系统的效率。
所以采用方案二
1.3 DC-AC实现方案
在电感和电容之间加上四个桥式MOS管如图1.3.1所示
图1.3.1
通过驱动控制实现D3和D6同时导通，D3和D6关闭时，D4和D5同时导通将馒头波每隔一个波翻转一次，从而实现DC-AC 的功能。
驱动电路如图1.31
二、 理论分析与计算
2.1电源变换器的设计与计算 最低输入电压V in （min ）
=10V P 0=50W 设 最大占空比为D max =0.4 变压器效率为85% 开关频率为62.6khz 磁密摆幅ΔBm=0.4T 所需AP =(
1.143
=()
1.143
=0.093cm 4
选取磁芯EE40 其Ae=128mm 4 Aw=108mm 4 AP=128X108X10-4=1.3824cm 4>0.093cm 4
V in(min)=E=Np*Ae/dt
Np===1.248匝
取Np为2匝
Vin(min)Dmax=(2+36)得n=0.1519 Ns==13.22 取Ns=14匝
取电流密度J为4.5A/mm2
I0（max）=
所以副边最大电流Ispk=1.96A
副边电流有效值Isrms=Ispk=1.757A
副边线横截面积为As=Isrms/J=0.3094mm2
副边线径Ds==0.7052 mm2
考虑集夫效应集夫深度为=0.3mm
n=（0.7050/0.47）2=2.25股所以采用0.47线径漆包线三股并绕原边最大电流Ippk=Ispk*Ns/Np=13.62A
原边电流有效值Iprms=Ippk8.6958A
原边线横截面积Ap=Iprms/J=1.93A
Dp==1.57 考虑集夫效应 n=（1.57/0.47）2=11.14z股
取0.47线径漆包线12股并绕
2.2电感的计算
设电感变化电流Δil=5%I on, Vf为整流二极管压降为1V
Δil=（2Vf+36∣sint∣）*（0.5-Dmax∣sint∣）/Δil
经求导计算得最大电感为1.37mH。
采用铁硅铝材料的77439A7磁芯，Lc=107.4mm，Ae=199mm2，相对磁导率Ur=60。
由电感L=N2*Ae*μr*μ0/Lc
可计算出N=99匝。
三、控制电路的设计
3.1DC-DC变换器控制设计
DC-DC变换器控制电路如图3.1所示。
SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。
在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节
占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
C
1和R
1
设定了PWM芯片
的工作频率f=1/(Ct(0.7Rt+3Rt))。
R
1为死区时间调整电阻。
C
2
为软启动时间设定
电容。
11引脚和14引脚为驱动输出引脚。
16引脚提供了5.1伏的参考电压，可以做一些基准电压。
10引脚为关断管脚，当其为高电平时芯片迅速关断，可以用来做一些保护电路。
图3.1
3.2保护电路设计
3.2.1过压，欠压保护
前文提到SG3525的10引脚高电平时具有关断芯片输出功能，所以可以用来做欠压和过压保护，用8引脚提供的基准电压作为基准，用LM258做电压比较器，选取电阻对输入电压进行分压，当输入电压分压后的电压高于基准电压时，输出高电平给10引脚，从而进行保护电路。
过压保护电路如图。
过压保护图
计算R4，R5电阻：VREF=5.1V 过压保护点为16V，根据比较器的虚短，可列式VIN/(R5+R6)=VREF/R6 , 取R6为100k 得R5=213k 取220k
欠压保护如图
欠压保护图
计算R1，R2电阻：同理可列VIN/(R1+R2)=VREF/R1 欠压保护点为9v 取R1为51k 得R2为39k 取R2为39k。
3.3 正弦函数发生器
ICL8038的波形发生器是一个用最少的外部元件就能生产高精度正弦,方形,三角, 锯齿波和脉冲波形彻底单片集成电路。
频率(或重复频率) 的选定从0.001hz到300khz可以选用电阻器或电容器来调节, 调频及扫描可以由同一个外部电压完成。
芯片引脚图如图3.3.1
图3.3.1
正弦函数输出电路单元如图3.3.2通过对R3电位器的调节可以进行频率的改变，调节R1 R2电位器可以调节正弦波失真度。
3.4 SPWM 波的实现
通过ICL8038产生的正弦波，进行精密整流，精密整流如图3.4.1所示 产生馒头波，用加法电路进行升压，升压如图3.4.2所示，馒头波进行升压后 与SG3525内部的震荡产生的三角波进行比较，从而产生SPWM 波。
图3.4.1 图3.4.2 四、系统测试及结果分析
4.1测试使用的仪器设备
测试使用的仪器设备如表4.1所示。
4.2测试数据
参考文献
期刊：
[序号] 作者姓名．文题．刊名，年，卷（期）：起页～止页（任选）．
图书：
[1]．《开关电源手册》．作者：Keith Billings．张占松，汪仁煌，谢丽萍译
[2]．《电力电子技术》．作者：王兆安，刘进军。
[3]．《精通开关电源设计》．作者：Santayana Maniktala 王志强译
[4]．《现代逆变技术及应用》．作者：李爱文，张承慧
[5]．《开关电源中的磁性元件》．作者：赵修科。