基于工頻變壓器的獨立逆變電源設計

摘要：提出一種基于工頻變壓器的逆變電源設計方案。該控制電路采用U3988為控制器，輸出PWM波形來控制逆變電路功率管，同時U3988內部具有各種電路保護作用，可使逆變電源數字化，簡化電路；與無工頻變壓器逆變電路相比，該電路設計采用工頻變壓器起到隔離保護的作用，使電路具有系統可靠性功能。實驗結果表明，對于傳統逆變器，該設計方案不僅省去額外保護電路使電路結構簡單明了，還可以使系統從無法保障穩定性到具有可靠穩定性。
關鍵詞：逆變電源；U3988；工頻變壓器；隔離

隨著科技的不斷進步，逆變技術有更廣泛的發展。逆變電源的研究也有了進一步發展。目前，除了存在工頻逆變器，高頻逆變器也已經開始占領逆變電源的發展市場并有望取代工頻逆變器。雖然高頻逆變器彌補了工頻逆變器體積大、頻率低、功效低等系列缺點，但是仍無法完全取代工頻逆變器的作用。與高頻逆變器相比，工頻逆變器具有其特有優勢。這里提出了一種基于工頻變壓器的獨立逆變電源設計方案。

1 逆變電源結構設計
圖1為基于脈寬調制(PWM)技術的逆變電源結構框圖。整個電路選擇低壓直流輸入經全橋逆變電路逆變得到交流電壓，經工頻升壓電路升壓達到額定峰值，然后經濾波電路輸出滿足要求的交流電壓，一般要求輸出220 V／50 Hz交流。

2 逆變電源硬件電路設計
2．1 PWM技術
PWM控制技術的理論基礎是沖量定理，利用正弦波作為調制波施加在載波輸出幅值相等、脈寬按正弦波變化的雙極性脈寬調制波(SPWM)，將此方波信號加在逆變橋逆變功率管控制起開通關斷，最終得到接近理想的交流輸出波形。該技術使得硬件電路簡單，并提高輸出波形效率。圖2是采用U3988器件控制逆變橋的接線圖及SPWM波形，其中0UTA、0UTB是正弦波SPWM脈沖序列的輸出引腳，這2個引腳輸出的信號一般要通過死控制電路才送到逆變橋。