一種用單片機制作的高頻正弦波逆變器

3．正弦波逆變器

3．1　逆變器的電路原理結構

逆變器的電路工作原理圖見圖4所示。逆變器由輔助電源FDY；單片機脈沖調制及保護電路M1；上半橋驅動模塊M4；下半橋驅動模塊M5；保護模塊M6；升壓穩(wěn)壓模塊M3；升壓變壓器T；逆變控制模塊M2及輸出濾波電路等幾部份組成。由于采用了SMT工藝和模塊化技術，使生產、安裝、調試、互換及維護都非常方便。

3．2　逆變器工作原理說明

如圖4所示，由高頻變壓器T1、場效應管Q1、Q2和控制模塊M2組成推挽式高頻逆變電路，它與整

流橋BR及電容器C1把蓄電池電壓升至約280伏的電壓，再經過升壓穩(wěn)壓電路，輸出320伏的穩(wěn)定直流電壓，為Q4～Q7組成的橋式正弦波逆變電路提供電源電壓。升壓穩(wěn)壓電路由電感Ll、場效應管Q3、控制模塊M3、D1、C2組成的。在逆變電路中，上半橋的兩個管Q4、Q6因其GS極都是懸浮的（沒有接地點），所以驅動電源由高頻自激振蕩器制作的輔助電源FDY模塊提供兩組獨立隔離的15V電源。模塊M4是用光電耦合器設計的上半橋(Q4、Q6管)隔離驅動電路，驅動信號來自單片機AT89C2051的P1.6和P1.7端口輸出的50Hz方波脈沖信號，電路結構如圖5所示。模塊M5是相同的兩組用作電平轉換和功率放大的驅動電路，它分別直接驅動下半橋的Q5、Q7管，驅動信號來自單片機的P1.5和P1.6端口輸出的正弦波脈寬調制脈沖串，電路結構如圖6所示。橋式逆變電路的輸出經過用鐵硅鋁磁環(huán)制作的電感L2和電容C3濾波后，輸出正弦波電壓。

本逆變器的正弦波輸出電壓頻率精度是不容置疑的，不需任何調整。因為它是通過24MHz晶振分頻得到的。由于受程序指令工作周期的影響，導致單片機輸出的脈寬和脈沖間隔與計算值有所不同，使輸出波型產生一些小許的畸變和失真。因此，還需要在第一次調試過程中，對脈沖的寬度和間隔作某些簡單的實時修正，這樣就能使正弦波失真度更小。當然，正弦波的失真度還與輸出濾波電路的電感、電容的取值也有關。