正弦波逆变器的设计与研究

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1、摘要逆变技术是整流技术的逆向变换电源技术，将直流电转换成交流电的装置称为逆变器。根据输出波形可分为方波逆变器和正弦波逆变器，目前多数负载要求输入为正弦波，因此正弦波逆变器得到了越来越多的研究和关注。对正弦波逆变器来说最重要的是控制电路，以脉宽调制(PWM)为基础的正弦脉宽调制(SPWM)技术是正弦波逆变器的一项关键控制技术，它以正弦波为调制波、以三角波或锯齿波为载波，通过调制输出的SPWM脉冲控制功率开关管的开通与关断，从而完成直流到交流正弦波的逆变过程。本文在对逆变器结构和原理分析的基础上，设计完成DC-DC-AC两级高频正弦波逆变器：输入侧直流电压12V通过推挽变

2、换电路升压到370V左右，再由370V直流电通过全桥变换电路得到220V／50Hz交流电。升压控制电路由PWM控制芯片SG3525与其外围电路组成，根据电路特点使直流输出高压不稳压而只有后级输出稳压，从而简化了滤波电路；全桥逆变控制电路采用SPWM倍频调制方式，即输出SPWM波频率为载波三角波频率的二倍，这样对调制电路的要求相对较低，且输出滤波电路更容易设计。本文SPWM控制电路采用常用运算放大器和数字芯片设计完成，在保证精度的前提下降低了成本，并且简化了由硬件实现SPWM控制的电路结构。通过计算电路各部分元件参数并制作出电感和变压器等线圈元件，本文制作完成了一台正弦

3、波逆变电源样机，并对电源进行安装及调试，最终得出实验结果和波形，证实了该设计的可行性，达到了减小电源体积和成本的预期目标。关键词：逆变器，PWM，SPWM，倍频调制AbstractTheinvertertechnologyiscontrarytotherectificationtechnology．Aninverterisadevicewhichtransformsdirectcurrentintoalternatingcurrent．Accordingtotheoutputwaveform，invertercanbedividedintosquarewaveinve

4、rterandsine—waveinverter．Currentlymostloaddemandinputforsinewave，sosinewaveinvertergetmoreandmoreattention．Themostimportantpartofsine-waveinverteristhecontrolcircuit.Sine-wavepulse-widthmodulation(SPWM)whichusessinewaveasmodulationwaveandtriangularwaveascarrierwaveisakeytechnologywhichb

5、asedonthetheoryofpulse-widthmodulation．Inthispaper,thestructureandprincipleoftheinverteraleanalyzedatfirst．ThenaDC-DC-ACtwo-stagehighfrequencyinverterisdesigned：Theinputvoltage12VDCboostto370VDCusingapush-pullcircuit；Thenthe370VDCistamedinto220V/50HzACusingafullbridgecircuit．Thecontrolc

6、ircuitofthepush-pullcircuitisbasedonaPWM(pulsewidthmodulation)controlchipSG3525．Accordingtothecharacteristicsofthecircuit,theoutputofthisstageisnotsettledSOastosimplifythefiltercircuit；Thefullbridgecircuitisconventional．ThemethodofthefullbridgecontrolcircuitistheSPWM(sinusoidalpulsewidt

7、hmodulation)method．ThefrequencyoftheSPWMwaveistwotimesofthecarrierfrequencysothatthemodulationcircuitissimplyandtheoutputfilterCircuitdesignbecomeeasier．Byanalyzingandcalculatingthecircuitparametersandmakinginductanceandwindingcomponents，thispaperdesignedaDC-DC-ACtwo-stagehighf