正弦波逆变电源的设计
单相正弦波逆变电源设计原理
单相正弦波逆变电源设计原理逆变拓扑结构主要有全桥逆变拓扑、半桥逆变拓扑和H桥逆变拓扑等。
其中，全桥逆变拓扑是应用最广泛的一种结构。
其基本原理是通过四个功率开关器件（IGBT、MOSFET等）将直流电源分别与交流负载的两端相连，通过对这四个开关器件进行不同的控制，实现正负半周期交替地对交流负载端进行开关切换，从而输出正弦波形的交流电信号。
控制策略是逆变电源设计中的关键，其主要目标是根据输入直流电源电压的大小和方向，调整开关器件的通断时间，使输出交流电信号能够呈现出正弦波形。
常见的控制策略包括PWM控制策略和SPWM控制策略。
其中，PWM（脉宽调制）控制策略通过对比输入直流电压与参考正弦波形的大小关系，调整开关器件的通断时间比例，以保证输出电压信号的波形准确度。
SPWM（正弦PWM）控制策略则通过比较输入直流电压与参考正弦波形的大小关系，调整开关器件的通断时间点，以保证输出电压信号的谐波失真程度较小。
滤波电路是为了进一步提高逆变电源输出电压信号的波形质量，减小谐波失真。
其主要由电感、电容等元件组成。
一般而言，设计中采用LC滤波器结构来实现对输出正弦波形谐波成分的滤除。
滤波器的参数选择与设计是设计过程中的关键环节，通过合理选择滤波器的参数可以实现输出电压稳定，谐波失真小的效果。
此外，逆变电源设计中还需要考虑过温保护、过压保护、过流保护等安全措施，以保证电源的稳定性和可靠性。
这些保护功能通过在逆变电源系统中加入温度传感器、电流传感器以及相应的控制电路来实现。
总之，单相正弦波逆变电源的设计基于逆变拓扑结构、控制策略和滤波电路的原理，通过合理的参数选择和安全措施的设计，可实现稳定、可靠、高质量的正弦波形交流电信号输出。
SG3525正弦波逆变电源设计
湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称 SG3525正弦波逆变电源设计专业班级学号姓名指导教师2013年12 月16 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用课题智能密码锁设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013 年12 月16 日设计完成日期2013 年12 月27 日目录第1章概述 (1)1.1课题来源 (1)1.2解决方法 (1)1.3设计的优点 (2)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统设计总体思路 (2)2.1 系统基本工作原理 (3)2.3 系统设计框图 (4)第3章系统主电路设计 (5)3.1 系统主电路结构设计 (5)3.2 系统保护电路设计 (5)第4章单元电路设计 (6)4.1 正弦信号发生电路设计 (6)4.2 宽度调制PWM电路设计 (7)4.3 电压电流检测电路设计 (11)4.4 光耦合驱动电路设计 (12)第6章总结与体会 (13)附录1总电路图 (14)附录2 参考文献 (15)附录3 课程设计成绩评分表 (16)第1章概述1.1课题来源电力逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。
电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。
电力系统中为保证变电所的诸如后台机、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源来代替常规不间断UPS电源。
1.2解决方法逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。
利用逆变电源可以解决UPS电源存在的各种缺点，可以很好的运用在一些不能断电的场合。
本相正弦波SPWM逆变电源的设计以SG3252为核心，采用了运算放大器、二极管、功率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。
200W正弦波逆变电源的设计方法
200W正弦波逆变电源的设计方法设计一个200W正弦波逆变电源，我们需要考虑以下几个关键方面：输入电路设计、逆变电路设计、输出滤波电路设计和保护电路设计。
1.输入电路设计：输入电路的主要功能是将交流电源转换为恒定的直流电源，并对其进行滤波，以确保逆变电路的稳定性。
输入电路一般包括变压器、整流电路和滤波电路。
-变压器的选择：选择输入电压和输出功率相匹配的变压器。
计算变压器的边缘电流，以确定适当的变压器尺寸和线圈。
-整流电路设计：选择合适的整流器（如整流桥）将交流电源转换为直流电源。
-滤波电路设计：使用合适的电容器和电感器来滤除直流电源中的脉动。
计算所需电容和电感的值，并合理布局。
2.逆变电路设计：逆变电路的主要功能是将直流电源转换为纯正弦波的交流电源。
逆变电路一般采用全桥逆变器。
-全桥逆变器的选择：选择合适的IGBT或MOSFET作为开关器件，并确定其额定电压和电流。
选择合适的驱动电路来控制开关器件的开关。
-锁相环（PLL）控制方法：使用PLL控制方法来保持逆变器输出频率与输入频率同步。
选择合适的PLL控制电路，并根据需要调整参数。
3.输出滤波电路设计：输出滤波电路的主要功能是滤除逆变电路输出中的谐波和高频噪声，以获得干净的正弦波输出。
输出滤波电路一般包括LC滤波器。
-选择合适的电感和电容：根据需要计算出适当的电感和电容的值，以滤除所需谐波频率。
-合理布局：合理布局电感和电容，以减小干扰和交叉耦合。
4.保护电路设计：保护电路的主要功能是确保逆变器和输出负载的安全运行。
保护电路一般包括过电流保护、过温保护和短路保护等。
-过电流保护：使用电流传感器监测逆变器输出电流，并在超过额定值时触发保护装置。
-过温保护：使用温度传感器监测逆变器和输出负载的温度，并在超过设定温度时触发保护装置。
-短路保护：使用电流传感器监测输出负载的电流，并在短路发生时迅速切断逆变器输出。
除了上述关键方面的设计，还需要注意以下几个方面：-整个设计过程中需要进行稳定性分析，并采取合适的控制措施来保证系统的稳定工作。
TL494正弦波逆变电源设计
1. TL494正弦波逆变电源设计1.1 概述：TL494本身就是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管室、半桥式、全桥式开关电源。
TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。
次课程设计我所设计的是TL494正弦波逆变电路，其电路的主要功能是：1）逆变就是将直流变为交流。
由波形发生器产生50Hz、幅度可变的正弦波，与锯齿波比较后，再通过PWM电路，输出SPWM 波，经过驱动电路逆变电路，再经过高频变压器与滤波电路输出50Hz的正弦波。
2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：高频逆变电路、滤波环节。
控制电路主要环节：正弦信号发生电路、脉宽调制PWM、电压电流检测单元、驱动电路。
3）功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。
4）系统具有完善的保护这是本次课程设计中要设计的电路的概况，其实总的来说用TL494为主要元件实现的正弦波逆变电路控制器具有构思新颖、电路简单、成本低廉以及控制过程稳定等特点，在很多工业控制场合可获得广泛的应用。
~ - ~~ - ~1.2 系统总体方案的确定：通过对设计内容和设计要求的具体分析，我把电路分别设计成两部分：一是主电路，即是采用高频逆变电路和高频变压器的组合来实现，其中的滤波电路则是采用的线路滤波的方式，高频逆变电路由于其要求的特殊性我采用了电压型半桥逆变电路和高频开关IGBT 相连接的方法，并且和高频变压器的组合可以高效的实现直流电向交流电的逆变过程。
第二部分控制电路，当然是采用集成芯片TL494来实现，主要原因在于主电路的电流逆变过程中控制电路各单元的复杂性，而TL494本身包含了开关电路控制所需的全部功能和全部脉宽调制电路，同时片内置有线性误差放大器和其他驱动电路等，因此便可以同时实现：正弦信号发生单元、脉宽调制PWM 单元、电压电流检测单元和驱动电路单元。
这样就完全确定了系统总体电路的方案。
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。
10kw高频正弦波逆变器设计
10kw高频正弦波逆变器设计设计 10 kW 高频正弦波逆变器的要求和步骤如下：1. 电路拓扑选择：常见的高频逆变器电路拓扑有全桥、半桥和谐振等。
根据应用需求和成本因素，选择合适的电路拓扑。
2. 控制策略：设计逆变器的控制策略，包括输出电压控制、频率控制和保护控制等。
常见的控制方法有SPWM、SVPWM 和电流控制等。
3. 电源电路：设计逆变器的电源电路，包括输入滤波电路和直流电源电路。
输入滤波电路用于抑制输入电源的谐波和噪声，直流电源电路用于提供逆变器的工作电源。
4. 开关器件选型：根据逆变器的功率和工作频率选择合适的开关器件，如功率 MOSFET 或 IGBT。
考虑器件的导通和关断损耗、开关速度等因素。
5. 控制电路设计：设计逆变器的控制电路，包括信号调整、比较和驱动电路等。
确保控制电路能够准确控制开关器件的开关和关断。
6. 输出滤波电路：逆变器的输出通常需要通过滤波电路进行滤波，以去除输出的高频噪声和谐波。
根据应用需求选择合适的输出滤波电路。
7. 保护电路设计：对逆变器进行多种保护设计，如过流保护、过压保护、过温保护等。
保护电路可以保证逆变器在异常情况下的安全可靠运行。
8. 热管理：高功率逆变器在工作过程中会产生大量的热量，需要设计合适的散热器和风扇等热管理措施，以保证逆变器的稳定工作温度范围。
9. PCB 设计：根据逆变器电路的特点和布局要求，进行 PCB 的设计，确保电路连接可靠、布局合理、电磁兼容性良好。
10. 实验验证和优化：制作原型逆变器进行实验验证，测试逆变器的性能指标，如输出功率、效率、输出波形等，并根据实验结果进行逆变器的优化和改进。
以上是设计 10 kW 高频正弦波逆变器的基本步骤，具体每个步骤的细节和算法等需要根据具体的要求和应用进行进一步的研究和设计。
TL494正弦波逆变电源设计30
4）系统具有完善的保护
2.系统总体方案确定
3.主电路设计与分析
1）确定主电路方案
2）主电路元器件的计算及选型
3）主电路保护环节设计
4.控制电路设计与分析
1）检测电路设计
2）功能单元电路设计
3）触发电路设计
4）控制电路参数确定
二．设计要求：
1．要求输出正弦波的幅度可调。
湖南工程学院
课程设计
课程名称单片机原理与应用
课题名称数字温度计设计
专业
班级
学号填写12位学号
姓名
指导教师赵葵银、汪超等
2011年5月9日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称：电力电子技术
题目：TL494正弦波逆变电源设计
专业班级：
学生姓名：学号：
指导老师：
审批：
任务书下达日期年月日
设计完成日期年月日
设计内容与设计要求
3）电压调整率：≤1%
4）负载调整率：≤1%
5）效率：≥0.8
2.可提供实验与仿真条件
说明书格式
1．课程设计封面；
2．任务书；
3．说明书目录；
4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；
5．单元电路设计（各单元电路图）；
6．故障分析与电路改进、实验及仿真等。
7．总结与体会；
8．附录（完整的总电路图）；
一．设计内容：
1．电路功能：
1）逆变就是将直流变为交流。由波形发生器产生50Hz、幅度可变的正弦波，与锯齿波比较后，再通过PWM电路，输出SPWM波，经过驱动电路驱动逆变电路进行逆变，再经过高频变压器与滤波电路输出-50Hz的正弦波。
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正弦波逆变电源的设计摘要此正弦波逆变电源的设计，用10-14.5V的直流电作为输入电压，输出电压为36V，频率为50HZ，额定满载输出功率为50W的正弦波交流电。
该正弦波逆变电源以TMS320芯片为控制核心，由Boost升压电路和全桥逆变电路构成系统主电路，逆变部分采用SPWM调节方式，利用闭环反馈调节控制输出电压。
在控制电路上，以TMS320控制驱动电路，驱动DC/DC变换电路以及DC/AC 变换电路，TMS320还控制SPWM的计算和实时电压、电流采样运算；在保护上，电路具有欠压、过压、过流保护、输出短路自恢复和频率可调，以及输出电压可调等功能。
其系统效率高，性能稳定，该电源很好的完成了各项指标，输出功率达到49.6HZ,THD为1.6%，逆变效率达到93%，欠压保护点8.9V,过压保护点16.2V；当欠压时，输出关闭。
关键词：正弦波； SPWM；升压；逆变器Research on the single-phase sine wave inverterpowerAbstractThis design of sine wave inverter, with 10 to 14.5V DC as the input voltage .The sine wave AC output voltage is 36V,the frequency is 50HZ, and its rated full load output power is 50W. The sine wave inverter is using TMS320 chip as the control core. Its system main circuit is consist of the Boost circuit and full-bridge inverter circuit,The inverter part adopts SPWM adjustment method, and use closed-loop feedback to control the output voltage .At the control circuit, with TMS320 to control drive circuit, driving DC / DC converter circuit and DC / AC converter circuit, TMS320 also controls SPWM computing and real-time voltage and current sampling operation. In the protection, the circuit has undervoltage, overvoltage, over-current protection, output short circuit self-recovery and frequency is adjustable, and the output voltage is adjustable functions. Its system has high efficiency and stable performance. the power finishes every indicators very well, the output power reaches 49.6HZ, THD reaches 1.6%, inverter efficiency reaches 93%, the undervoltage protection point reaches 8.9V, overvoltage point reaches 16.2V; when it is overvoltage, the output is off.Keywords:sine wave;SPWM；boost；inverter目录摘要 (I)Abstract ......................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状及趋势 (2)1.3 逆变电源的概述 (4)1.3.1 电源的特点 (4)1.3.2 逆变电源的概念 (4)1.4 逆变原理 (5)1.4.1逆变器的性能指标与分类 (5)1.4.2 逆变电路的分类 (5)1.4.3逆变电路用途 (5)1.4.4逆变电路的工作原理 (6)1.5 课题研究的内容及完成的工作 (6)1.6本章小结 (7)第二章主电路的设计 (8)2.1系统结构框图 (8)2.2 系统主电路方案的选择 (8)2.3 逆变器主电路的拓扑选择 (9)2.4 电源系统主控制器的选择 (10)2.4.1 TMS320F28027简介 (10)2.4.2 TMS320F28027器件特性 (11)2.5 本章小结 (13)第三章分析与计算 (13)3.1 DC-DC变换电路 (13)3.2 DC-AC变换电路 (15)3.3 LC滤波电路 (16)3.4 采样电路 (17)3.5 控制程序设计 (18)3.6 本章小结 (19)第四章测试实验 (19)4.1 欠压、过压、过流、短路等测试 (19)4.2 频率调节测试 (21)4.3 本章小结 (21)第五章 SPWM调制原理 (21)5.1 SPWM的概念 (22)5.2 单极性SPWM法 (22)5.3 双极性SPWM法 (22)5.4 实施SPWM的基本要求 (22)5.5 本章小结 (23)第六章总结 (23)第一章绪论1.1 课题背景随着现代社会电子产品的飞速发展，人类生活中几乎每一件事情都要用到电子设备，一切电子设备都要用到电源，依靠电源提供电量。
电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
传统的晶体管串联调整正弦波逆变电源是连续控制的线性正弦波逆变电源。
这种传统正弦波逆变电源技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性正弦波逆变电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点、但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都不得和很大的滤波器。
由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。
另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调节器整管并装有体积很大的散热器,很难满足现代电子设备发展的要求。
在近半个多世纪的发展过程中，正弦波逆变电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛的应用，正弦波逆变电源技术进入快速发展期。
目前市场上正弦波逆变电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的正弦波逆变电源转抽象频率可达几百千赫。
为提高开关频率，必须采用高速开关器件。
在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能。
因此，高频化是正弦波逆变电源的主要发展方向。
高可靠性——正弦波逆变电源的使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高的可靠性。
所以，要从设计方面着眼，尽可能使较少的器件，提高集成度。
这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。
正弦波逆变电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。
总之，人们在正弦波逆变电源技术领域里，边研究低损耗回路技术，边开发新型元器件，两者相互促进并推动着正弦波逆变电源以每年过两位数的市场增长率向小型、薄型、高频、低噪声以及高可靠性方向发展。
1.2 研究现状及趋势现代电力电子技术的迅猛发展，使逆变电源广泛应用于各个领域，同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。
逆变电源输出波形质量包括稳态精度高、动态性能好以及负载适应性强。
这种结构简单动静态性能优良和负载适应性强的逆变电源，一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。
逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。
逆变电源技术是一门综合性的专业技术，它横跨电力、电子、微处理器及自动控制等多学科领域，是目前电力电子产业和科研的热点之一。
逆变电源广泛应用于航空、航海、电力、铁路交通、邮电通信等诸多领域。
逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，器件的发展带动着逆变电源的发展。
逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的20世纪60年代，到目前为止，它已经历了三个发展阶段。
第一代逆变电源是采用晶闸管(SCR)作为逆变器的开关器件，称为可控硅逆变电源。
可控硅逆变电源的出现虽然可以取代旋转型变流机组，但由于SCR 是一种没有自关断能力的器件，因此必须增加换流电路来强迫关断SCR，但换流电路复杂、噪声大、体积大、效率低等原因却限制了逆变电源的进一步发展。
第二代逆变电源是采用自关断器件作为逆变器的开关器件。
自20世纪70年代后期，各种自关断器件相运而生它们包括可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。
自关断器件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能，逆变器采用自关断器件的好处是：简化了主电路。
由于自关断器件不需要换流电路，因而主电路得以简化、成本降低、可靠性提高；提高了性能。
由于自关断器件的使用，使得开关频率得以提高，从而使逆变桥输出电压中低次谐波含量大大降低，因而使输出滤波器的尺寸得以减小，逆变电源的动态特性及对非线性负载的适应性也得以提高。
在自关断器件当中，IGBT以其开关频率高、通态压降小、驱动功率小、模块的电压电流等级高等优点已成为中小功率逆变器的首选器件。
IGBT逆变电源已成为中小型逆变电源的主流。
第二代逆变电源在控制上普遍采用带输出电压有效值或平均值反馈的SPWM控制技术。
图1-1 是第二代逆变电源典型控制方法示意图，输出电压有效值或平均值反馈控制使逆变电源输出电压幅值稳态无差。
图1-1 单一的电压有效值反馈控制方法示意图第二代逆变电源所采用的控制方法具有结构简单、容易实现的优点，但由于它所采用的SPWM控制技术只注重如何通过恰当设计开关模式来实现逆变器输出频谱的优化，没有考虑信号传输过程中开关点的变化及负载的影响，所以存在以下缺点：对非线性负载的适应性不强。
当逆变电源输出带非线性负载时，负载电流中的低次谐波电流将流过电源的内阻，引起输出电压波形畸变；死区时间的存在将使SPWM波中含有不易滤掉的低次谐波，使输出电压波形发生畸变；动态特性不好。