基于ir2110的高频逆变器的设计与实现

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1、基于IR2110的高频逆变器的设计与实现（K:沙理工大学电气与信息工程学院湖南K:沙410114）摘要:为了利用IR2110芯片来实现大功率高频逆变器的目的，釆用PIC16F716单片机实现PWM波形，并以IR2110芯片作为驱动器控制大功率MOS管的通断，实现DC到AC之间变换的方法。在之后的实际测试中，得到此逆变器控制系统具有稳定性高、快速性好、准确性强的特点，不仅可以用于平常的电源逆变系统，而且还可用于新能源逆变系统中，对逆变电源的设计具有一定的参考价值的结论。关键词:IR2110;PIC16F716单片机；PWM波；高频逆变电源引言由电力电子技术的发展来看，逆变器是较早采用

2、的一种DC/AC变换装置,逆变器是把直流电能转变成交流电能的装置，一般由逆变桥、滤波电路及控制逻辑等部分组成。逆变器广泛适用于家庭电器设备中。由于近年来，根据市场发展趋势的需要，逆变器的造型安装越来越倾向于小型化、智能化、模块化等方向发展［1］。1系统设计方案木文设计的逆变器小系统首先通过工频220V电压输入接线柱后由降压变压器输出24V交流电压，输出的24V交流电压经过单相桥式整流电路、两块稳压电路及若干二极管滤波后，输出两路稳定的直流电压（15V和5V）为单片机及驱动芯片供电。同时，在线串行编程写入程序到单片机后产生的PWM波触发两块驱动芯片产生两相四路PWM波，两相四路的PW

3、M波分别产生互补的高通与低通信号分别驱动相应的MOS管后形成电压型全桥逆变电路。最后，在负载处可以检测到产生的互补矩形波，输出电压220V、50Hz交流电压，最大输出电流2.5A,最大输出功率不低于100W。即完成整个逆变过程。系统设计框图如图所示。系统设计方案Figure1systemdesign2系统硬件设计2.1驱动芯片IR2110IR2110驱动芯片是由美国IR公司生产［2】。IR2110具冇光耦隔离和电磁隔离等性能，正因为其体积小、速度快等优点，艽成为大多数中小功率变换装置中驱动器件的首选品种。2.1.1IR2110的工作原理电平平移、逻辑输入、输出保护等特点通常是组成驱

4、动芯片IR2110内部功能结构的三个主要部分［2］。系统电路搭建设计部分之所以能避免许多麻烦，正是基于IR2110驱动芯片的诸多优点。2.1.2IR2110逆变电路IR2110逆变原理，U3、U4是两块IR2110驱动芯片，Ql、Q2、Q3、Q4分别为4个M0S管，Ua、Ub和Va、Vb分别为PIC16F716单片机输出到驱动芯片引脚的两相四路PWM波，由图可知Ua、Ub为一相PWM波中的上下臂，Va、Vb则为另外一相PWM波中的上下臂，由于PIC16F716单片机触发输出到驱动芯片部分的PWM波达不到驱动大功率M0S管的能力，那么只有通过IR2110中的电容自举功能的特点，分别由

5、二极管D9、D15对自举电容Cll、C12、C16、C17来充电，以此达到提高驱动M0S管的信号端电压，以便其拥奋增加信号端输出的功能。当Ua处于高电平状态吋，那么输出端H01同为高电平状态，以此可以由IR2110芯片的电容自举功能，来控制M0S管Q1开导，与此同吋，因为输出端L01为低，所以达不到驱动M0S管Q4的能力，则M0S管Q4处于关断的状态。2.2单片机小系统基于美国Microchip公司生产的PIC系列单片机具有集成外围模块多、性能方面稳定、硬件系统设计简单、功耗低等诸多优点，所以本文选取PIC16F716单片机作为逆变器小系统的主控制器部分［4】。因为PIC16F71

6、6单片机不用额外附加A/D转换器件，而且自带4个8位bitA/D转换通道，所以这些特点就大为节省了电路设计的成本［4-5］。这些功能特点可以降低电路器件的成本、减少单片机的外部器件数量，从而达到尽可能多地减少整个系统设备尺T大小，在实际应用中拥有很强的价值优势。2.3保护电路设计本文逆变电源设计中有保护电路，如图5所示。当逆变输出电流超过2.5八吋，过流电流ACK大于4.5V,SPWM芯片检测到ACK大于2.5V吋，则进入逆变保护，闪烁。反之，LED_L灯闪烁。输出滤波电路选用LC电路，设计中参数L=lmH,C=3uF,截止频率fc≈2.5KHz3系统软件设计3.1P

7、WM波的实现原理本文利用PIC16F716单片机中自带的增强型捕捉/比较/PWM模块（以下简称ECCP模块）就可快速实现两路输出互补对称的PWM波。只要正确设置ECCP模块的工作模式寄存器CCP1CON、周期寄存器PR2、脉宽寄存器CCPR1L的值即可产生所需要的PWM波。此模块的工作模式冇全桥模式、半桥模式等多种工作模式，本次软件设计采用的是半桥模式，信号极性设为高电平有效。3.2参数计算与配置产生PWM波，需要确定两个参数：一个是PWM波的周期T;一个是PWM波的