基于EG8010-SPWM純正弦波逆變器設計

　　摘要：為滿足風力發(fā)電系統(tǒng)對純正弦波逆變器的要求，設計了一種以EG8010-SPWM為核心的逆變器。主電路采用升壓斬波電路和單相全橋逆變電路，降低了噪聲，提高了效率。控制電路采用EG8010-SPWM純正弦波逆變發(fā)生器芯片，簡單可靠、易于調試。實驗表明該逆變器輸出電源穩(wěn)定、安全、波形失真小，具有很好的應用前景。

　　引言

　　普通逆變器一般包括方波逆變器和修正正弦波逆變，它們輸出的電能諧波含量大、帶負載能力差。本文介紹一種基于EG8010的戶用風力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器的設計。逆變器的額定功率為300W，額定的輸入電壓為直流24V，輸出為單向標準純正弦電壓220V±5%，頻率范圍50Hz±0.5%，具有過熱、過載保護和輸出過壓保護。

　　系統(tǒng)整體方案設計

　　戶用風力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器主要由DC/DC轉換電路、DC/AC逆變電路、輸出電路、控制電路、驅動電路、輔助電源等構成，同時系統(tǒng)中還要對輸出的電流和系統(tǒng)的溫度進行反饋，監(jiān)控過壓、過流、欠壓和過溫情況，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

　　工作原理敘述下：24V的直流電源通過DC/DC轉換電路調制成所需要的高頻直流電壓和電流，為后面的逆變提供足夠的功率。利用EG8010-SPWM純正弦波逆變器控制芯片電路產(chǎn)生的SPWM信號通過驅動電路控制功率器件的導通和關斷，配合逆變電路，完成逆變過程，將直流電轉化為220V/50Hz純正弦波交流電。保護電路實現(xiàn)過壓欠壓保護、過流和短路保護、過溫保護和過載保護等。輔助電源是將逆變器的輸入電壓變換成控制電路和驅動電路工作的直流電壓。

　　主電路設計

　　風力發(fā)電系統(tǒng)逆變器的主電路(如圖1所示)包括DC/DC變換電路、AC/DC逆變電路、LC濾波電路等，其中逆變電路是整個主電路的核心。DC/DC變換電路的功能一方面調節(jié)輸出直流電壓使之與后級的逆變電路輸入相匹配，來減輕逆變電路的控制負擔;另一方面完成有源功率因數(shù)校正，提高逆變器的輸入功率因數(shù)并抑止輸入電流的高次諧波，本文直流變換電路采用升壓斬波電路。逆變電路為單相全橋逆變電路，當輸出交流側接感性負載時需要提供無功功率，因此在每個功率管的集電極與發(fā)射極間并聯(lián)了快恢復二極管，以便為無功功率提供通道。由于逆變器存在死區(qū)時間，若不合適會造成上下橋臂通路短路、輸出負載端短路，因此需要在逆變橋前串一個熔斷器，以起保護作用 。　

 

　　直流變換電路

　　由于風力發(fā)電最大功率點電壓低于交流側的峰值電壓，因而采用Boost DC/DC升壓變換器使蓄電池的配置比較靈活，可實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)寬范圍電壓輸入，也增大了風力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。Boost DC/DC升壓變換器由開關管V，續(xù)流二極管D，電感L，電容C組成，完成將蓄電池輸出的直流電壓升壓到300V以上，電路如圖2所示。