基于87C196MH的車載逆變電源設計

單片機對輸出電壓進行采樣，并且實時監控各個故障信號。同時根據輸出電壓的反饋量調整SPWM的調制比，調節輸出電壓有效值。

3.2 驅動電路設計

圖4所示為驅動電路，該電路的作用就是把單片機輸出的SPWM驅動信號經過光耦隔離并適當放大，然后送到IPM模塊的相應管腳，進而控制IPM內部IGBT的開通和關斷。光耦主要用來實現主電路和控制電路之間的信號連接，滿足主電路和控制電路之間的電氣隔離。本設計中選用HP公司的光耦HCPL-4503，該芯片有效地起到信號隔離和電壓放大作用，完成驅動IPM的目的。

4 實驗研究

為了驗證本系統控制策略的正確性，對本文所研制的車載逆變器進行了實驗測試。車載逆變器帶阻性負載，實驗樣機輸入DC電壓90 V~120 V;輸出AC電壓230 V，50 Hz;開關頻率3 kHz;最小輸出功率為880 W。

在測試實際波形的時候，用數字示波器測量L4981A的PWM輸出端，同時使用1:100的高壓差分探頭，測量直流輸出波形，在空載時對DC/DC的驅動信號波形進行采集如圖5所示。輸入110 V，PWM頻率27.66 kHz，占空比為8.45%，直流升壓輸出電壓為405 V。

圖6所示為IPM上下橋臂驅動信號的死區時間。由于單片機發出的SPWM信號經光耦后將反向，因此單片機輸出的兩路互補SPWM信號同是高電平時為死區時間。由圖可見，死區時間為15 ?滋s，能夠有效地防止上下橋臂直通。

圖7所示為輸出電壓波形，實驗中使用了1：1 000的高壓差分探頭。由圖可見實際輸出電壓為49.60 Hz，有效值為230 V。當輸入電壓在90 V~120 V間波動及負載阻抗變化時，逆變器的輸出電壓都能夠有效地穩定在230 V/50 Hz交流電壓，且諧波含量較小。

本文設計了符合地鐵列車應急需求的車載逆變電源，采用IPM模塊有效減小了系統體積。使用單片機波形發生單元輸出6路SPWM作為IPM的驅動信號，提高了系統的性能，并通過硬件和軟件實時檢測電壓和電流，保證逆變器安全工作。經試驗驗證，該系統控制方案簡單、高效、可靠，具有良好的應用價值。

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