基于ARM控制的逆變器電路設(shè)計—電路圖天天讀（273）

　　本設(shè)計以 ARM 作為控制核心，結(jié)合推挽升壓電路和 SPWM 逆變電路，實現(xiàn)了將12VDC 輸入電壓轉(zhuǎn)換為110VAC 交流正弦電壓輸出。實驗表明，該逆變器具有電壓紋波小、動態(tài)響應高和全數(shù)字等特點，能夠滿足實際需要。

　　1.系統(tǒng)總體方案

　　1.1 總體設(shè)計框圖

　　如圖1 所示， 逆變器系統(tǒng)由升壓電路、逆變電路、控制電路和反饋電路組成。低壓直流電源 DC12V 經(jīng)過升壓電路升壓、整流和濾波后得到約 DC170V高壓直流電，然后經(jīng)全橋逆變電路 DC/AC 轉(zhuǎn)換和 LC 濾波器濾波后得到

　　AC110V 的正弦交流電。

　　逆變器以 ARM 控制器為控制核心，輸出電壓和電流的反饋信號經(jīng)反饋電路處理后進入 ARM 處理器的片內(nèi) AD，經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換和數(shù)字 PI 運算后，生成相應的SPWM 脈沖信號，改變 SPWM 的調(diào)制比就能改變輸出電壓的大小，從而完成整個逆變器的閉環(huán)控制。

　　1.2 SPWM 方案選擇

　　1.2.1 PWM 電源芯片方案

　　采用普通的 P W M 電源控制芯片，如 SG3525，TL494，KA7500等，此類芯片的優(yōu)點是能夠直接的產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，但是它缺點是波形線性不好，而且振蕩發(fā)生器是依賴充放電電路而產(chǎn)生波形，當要 PWM 芯片產(chǎn)生 SPWM 信號需要附加額外很多電路。

　　逆變器是一種把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220伏50HZ正弦波或方波）的裝置。我們常見的應急電源，一般是把直流電瓶逆變成220V交流的。簡單來講，逆變器就是一種將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置。

　　不管是在偏遠家村，或是野外需要或是停電應急，逆變器都是一個非常不錯的選擇。比較常見的是機房會用到的UPS電源，在突然停電時，UPS可將蓄電池里的直流電逆變?yōu)榻涣鞴┯嬎銠C使用，從而防止因突然斷電而導致的數(shù)據(jù)丟失問題。

　　本文將介紹兩種比較簡單的逆變器電路圖。并附以簡單的逆變器電路圖說明，有興趣的朋友可以研究下，自已動手做一個逆變器也確實是一件非常有成就感的事。以下就是一張較常見的逆變器電路圖。

　　以上是一款較為容易制作的逆變器電路圖，可以將12V直流電源電壓逆變?yōu)?20V市電電壓，電路由BG2和BG3組成的多諧振蕩器推動，再通過 BG1和BG4驅(qū)動，來控制BG6和BG7工作。其中振蕩電路由BG5與DW組的穩(wěn)壓電源供電，這樣可以使輸出頻率比較穩(wěn)定。在制作時，變壓器可選有常用雙12V輸出的市電變壓器?？筛鶕?jù)需要，選擇適當?shù)?2V蓄電池容量。

　　以下是一款高效率的正弦波逆變器電器圖，該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運放供電?？蛇x取ICL7660或MAX1044。運放1 產(chǎn)生50Hz正弦波作為基準信號。運放2作為反相器。運放3和運放4作為遲滯比較器。其實運放3和開關(guān)管1構(gòu)成的是比例開關(guān)電源。運放4和開關(guān)管2也同樣。它的開關(guān)頻率不穩(wěn)定。在運放1輸出信號為正相時，運放3和開關(guān)管工作。這時運放2輸出的是負相。這時運放4的正輸入端的電位（恒為0）總比負輸入端的電位高，所以運放4輸出恒為1，開關(guān)管關(guān)閉。在運放1輸出為負相時，則相反。這就實現(xiàn)了兩開關(guān)管交替工作。

　　當基準信號比檢測信號，也即是運放3或4的負輸入端的信號比正輸入端的信號高一微小值時，比較器輸出0，開關(guān)管開，隨之檢測信號迅速提高，當檢測信號比基準信號高一微小值時，比較器輸出1，開關(guān)管關(guān)。這里要注意的是，在電路翻轉(zhuǎn)時比較器有個正反饋過程，這是遲滯比較器的特點。比如說在基準信號比檢測信號低的前提下，隨著它們的差值不斷地靠近，在它們相等的瞬間，基準信號馬上比檢測信號高出一定值。這個“一定值”影響開關(guān)頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。

　　編輯點評：方波輸出的逆變器效率高，對于采用正弦波電源設(shè)計的電器來說，除少數(shù)電器不適用外大多數(shù)電器都可適用，正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點，卻存在效率低的缺點，如何選擇這就需要根據(jù)自己的需求了。
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