新型单相SPWM全数字控制逆变电源的设计一例

1引言
    众所周知，逆变器是构成交流不间断电源（UPS）及交流变频调速系统的核心部分。有时它也可以独立构成系统成为逆变电源装置。根据用途不同，分为工频逆变电源、中频逆变电源。其中工频逆变电源主要是适应我国工频电网(50Hz)供电要求设计的，它可以与正常的交流电网电源构成不停电电源系统，广泛用于发电厂、变电站作为自动化装置、电力线载波机和主控室照明系统等的备用电源。中频电源主要应用于工业、国防、航天等领域。
    根据逆变器输出波形型式分方波型、阶梯波型、正弦波型，按控制波形实现原理分为集成电路型、全数字化智能型。据输出方式分为单相、三相。
    本文介绍的逆变电源是采用PHILIPS semiconductors公司的87C52微控制器与英国MITEL semiconpctor公司生产的单相SPWM波发生器SA838实现的单相正弦波逆变电源，由日本富士混合集成驱动电路EXB841构成隔离驱动保护电路。

2逆变电源系统的组成及工作原理
    如图1

.为逆变电源系统原理框图，它由以下几部分组成：来自整流器或蓄电池组的直流电压Udc经直流滤波器得到平滑稳定的直流电压，逆变器主电路，输出交流电压隔离变压器及滤波电路，全数字控制电路由微处理器87C52及SA838型PWM波形产生器组成，产生逆变桥驱动SPWM脉冲，驱动隔离放大及保护电路，输出电压、电流反馈电路、其他辅助环节。

2.1 逆变电源主电路的工作原理
2．1．1逆变电源主电路的构成原理

    如图2

.为逆变电源主电路的原理图，其工作原理如下：直流电压Udc经过直流滤波电感L1、直流滤波电容C1滤波后得到稳定平滑的直流电压，加到由Q1～Q4构成的逆变桥电路，在SPWM驱动脉冲的驱动下，Q1、Q2、Q3、Q4功率晶体管IGBT轮流导通，得到交流电压，经交流滤波电感L2滤波，输出隔离变压器T及C2滤波后得到正弦交流电压Uac。