小功率三相變頻電源的設計

摘要：文中基于單片機控制技術，用功率MOS晶體管構成功率輸出級，設計了一個三相變頻電源，實現從直流到交流的變換。該電源不但轉換效率較高，并且三相交流電輸出的頻率以及電壓等參數均可靈活調節，可以應用到需要小功率三相變頻電源的場合。
關鍵詞：變頻技術；MOS驅動；全橋電路；隔離控制

在實驗室中或者在家庭的某些特殊場合經常會用到三相交流電源，而如果室內配電沒有三相電源，那么就會給我們的實驗或者生活帶來很大的麻煩，針對此問題，本文提出了一種簡單并且易于實現的三相逆變電路，可以輸出三相變流電，并且具有輸出電壓以及輸出頻率等參數可以靈活調節的特點。

1 設計原理
傳統的方式是用晶體管和變壓器購成自激振蕩電路，再通過變壓器的次及輸出。以這種方式實現的電路由于晶體管工作在線性狀態，所以通常效率較低。本文將介紹一種數字方式實現的逆變電源，相比傳統的方式效率有很大的提高，而且應用中也更加的靈活方便，電路工作過程中也更加的穩定可靠。總體的設計思路如圖1所示。

即直流供電電壓取要輸出交流電壓的峰值，在重負載的情況下可能取值還更大一點。
基于上述的理論，要實現設計主要的工作就是SPWM信號的產生以及功率輸出級的設計。

2 電路的實現
2．1 SPWM信號的產生
首先，要產生三路SPWM信號，并且這三路信號要彼此有120°的相位差。這部分可以用FPGA或者MCU編程實現，用軟件來實現可以非常靈活地實現各種控制，為本設計實現輸出頻率可調節，調制的載波的頻率可調節提供了方便。
本設計采用單片機XC164S定時器硬件來產生精確的SPWM信號。定時器T12配置為循環模式，通過改變定時器的初始值，可以改變PWM的周期，從而可以控制電機的轉速。同時T12的三路通道比較模式可以裝入三路相位差為120°的比較值，同時每路的比較的輸出值設置成兩個不同的翻轉，這樣就可以控制上下兩個MOS管的導通，同時通過設置死區時間，可以使一個橋臂上兩只MOS管不同時導通，保護MOS管不被損壞。