新型单相SPWM全数字控制逆变电源的设计一例

2.1.2  逆变电源桥式主回路原理说明
    图3

 为逆变桥主回路原理图，其工作原理如下：如图逆变桥由两组桥臂组成，分别为Q1、Q2功率晶体管IGBT模块，Q3、Q4、IGBT模块。Q1和Q4、Q3和Q2分别同时导通。当Ig1和Ig2驱动脉冲同时分别加到Q1和Q4的基极时，此时两管同时导通，电流路径微：Edc(+) →Q1→T(ab)→Q4→Edc(-)，假设Q1、Q2、Q3、Q4均为理想开关，当Q1和Q4开启时整个电源电压Edc都加在变压器T的初级绕组ab上，电压方向为a→b。当Q1和Q4截止时，而Q2、Q3尚未开启，反电势Lab经D5、D4把能量回授给电源Edc。同样当驱动脉冲Ig3和Ig2同时加到Q3和Q2的基极时，此时，Q3、Q2导通，电流路径为：Edc(+)→Q3→T(ba) →Q2→Edc(-)，电源电压Edc全部加到T的初级绕组ba上，电压方向为b→a.Q3、Q2截止时，反电势Lab经D3和D6将储能回授给电源Edc。由于Q1和Q4、Q3和Q2交替工作，在变压器T次级绕组中就产生了交流电压Uab。             
    图中R1C1D1及R2C2D7为两个桥臂的保护电路，同理RV1、RV2和RV3、RV4也为两个桥臂的保护电路，其参数选择按经典值与试验值相结合，该参数对功率器件的稳定可靠运行起关键作用。

2.2  全数字化控制SPWM产生电路及功率器件IGBT的驱动与保护电路

2.2.1 微控制器与SA838实现SPWM波形的原理框图
如图4

. 87C52微控制器由时钟芯片产生CPU所需频率通过键盘将SA838所需的初始值及控制字通过CPU写入。具体讲通过CPU与SA838接口很方便地将载波频率、调制频率、输出幅值、脉冲取消时间、脉冲延迟时间等写入SA838内部寄存器，并只需改变工作方式时才刷新。通过输出电压/电流反馈信号，经A/D转换后控制SPWM的幅值与相位，使输出电压稳定。同时为过压、过流保护提供取样信号。通过对波形发生器SA838的编程与控制，即产生逆变桥所需要的SPWM驱动脉冲，还完成故障及参数的报警显示。