注册-优游平台(中国)官网高效率DCAC逆变器设计如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。高效率DC/AC逆变器设计武汉理工大学信息学院，武汉(430074)E-mail:l.2VDC蓄电池转220VAC/50Hz交流电的逆变电源设计。文中根据逆变原理，在分析对比了目前不DC/AC逆变器拓扑结构特点的基础上，对逆变器进行了设计和实验研究，以期实现高效率,高品质的输出。在电路设计方面，采用了一种受PWM信号控制的新型DC/DC推挽正激升压电路;DC/AC系统采用了以SPWM信号为控制信号，IGBT构;并采用了PID控制设计。通过实验结果证明，该设计具有优良的特性，能实现高品质的输出波形，且具有较高的逆变效率。关键词:逆变器;调制技术;PID控制器引言近十年来，逆变电源因其性能优越而日益受到人们的关注，并广泛地应用于功数补偿、电能回馈、有源滤波等电力电子领域，特别在电力配网和车载系统中倍受青睐。逆变器是应用电力电子器件，将直流电能变换为交流电能的一种静止变流装置，完成此功能的电路则称为逆变电路，实现此过程的装置叫做逆变设备或逆变器。工频逆变器技术成熟，性能稳定，过载能力强，但体积庞大、笨重;高频逆变六年在市场上的新星，它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度，都是现代电力电子所倡导的，现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。从技术发展和生产成本来看，高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。本课题旨在研究一款满足工程应用的逆变电源。逆变电源主电路研究2.1DC/DC拓扑图分析[1]推挽正激式DC/DC变压器是在传统的推挽Buck型变换器中引入了箝位电容T。T，每个开关管的导通时间为t，功率开关占空比为DC/DC变换器的拓扑结构。在一个内，推挽正激式DC/DC个相似，故只分析电路上半工作周期分为推挽正激DC/DC变换器电路拓扑图一个周期内的波形如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。(1)工作状态开关管VS导通，输入电压U、箝位电容上，C1212c输入电源向负载提供能量。该状态下，相当于两个正激电路并联工作。到时刻，VS断开，结束。该状态(3)工作状态时刻，VS断开，由于VS的反向并联二2VS体二极管VS体二极管inVS的反向并联二极管构成的环流NNNN21为零，反向并联二极管变为截止，该状态结束。(4)工作状态时刻，VS，VS均关断，初级次级绕组电压均2.2DC/AC变换器稳态分析[2]DC/AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置。由子是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换效率比较高。DC/AC全桥逆变拓扑结构。逆变桥稳态工作时，一个输出电压周期内共有种工作状态如图所示，、输ABAB出负向电压时情况与此类似。DC/AC全桥逆变拓扑结构(1)状态1UVS开通，VSVS截止，gsVS4ABLfU，直流母线电压为高，电流流过VS?滤波电感?负载到直流母线只功率开关器件无需改变开关状态，均工作在低频状态。(2)状态2UVS开通，VS截止，VS的体ABLfgsVS4二极管导通续流，直流母线电压为零，一路电流流过VS?滤波电感VS体二极管续流，一路流过VS?滤波电感VS?回到直流母64线。此时，功率开关器件开关状态不变，均工作在低频状态。(3)状态3UVS截止，VSVS开通，直ABLfgsVS4如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。流母线电压为高，电流流过滤波电感VS?VS体二极管?负载续开关管VS为软关断，VS为硬开通，并工作于高频状态，VSVS工作在低频状态。4(4)状态4UVS开通，VSVS截止，直gsVS4ABLf流母线电压为高，电流流过滤波电感VS?VS?负载，回馈能量给直流线。功率开关管VS由于死区的存在为软开通，VS为硬关断，VSVS工作在低频状态。42.3PID控制研究无论哪种结构的逆变电源，要得到高质量的正弦波输出，都离不开逆变器的控制技术。[3]在工业过程控制系统中，广泛使用PID控制器。因为PID控制容易兼顾控制系统的稳态性能和动态性能。而且算法简单、易于实现、鲁棒性好、可靠性高，已经成为迄今为止最通用的控制方法。如图为逆变器的PID控制系统框逆变器的PID控制系统框图PID控制器各校正环节的作用如下:(1)比例环节:代表了当前的信息，及时成比例地反映控制系统的偏差信号差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差，起校正偏差的作用，使过程反应迅速。(2)微分环节:反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，代表了将来的信息，具有超前控制作用。在过程开始时强迫过程加速进行，过程结束时减小超调，克服振荡，提高系统的稳定性，加快系统的过渡过程。(3)积分环节:代表了过去积累的信息，可以提高系统的型别(无差度)，以消除小稳态误差，改善系统的稳态性能。频域分析角度看，PID控制器就是一个滞后—超前控制器的特例，影响高频段制作用不仅增大相位超前角并改善系统稳定性，而且也增大了系统的带宽(因而响应速度增快)，PD控制器与相位超前补偿器起着类似的作用。PI控制作用影响低频段，增大低频增益并改善静态精度，PI控制器的作用如同相位滞后补偿器。PID控制作用是PIPD控制作用的结合。逆变电源系统设计3.1PWM控制信号发生电路设计一般单片集成PWM控制器的电路及其相应的波形如图所示。对被控电压KU加至运放的同相输入端，一个固定的参考电压比较器的反相输入端，由一固定频e率振荡器产生锯齿波信号相输入端。比较器输出一方波信号，此方波信ss。对于单管号的占空比随着误差电压如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。如果您需要更多资料可以到/week114进行免费查阅。变换器，比较器输出的PWM信号就可作为控制功率开关管的通断信号。对于推挽或桥式功率电路，则应将PWM信号分为两组信号，也就是分相。分相电路由触发器及两个“与”门组成，触发器的时钟信号对应于锯齿波的下降沿。A端输出两路PWM信号。PWM信号产生电路PWM信号波形SG3524系列集成电路除了能应用于单端调宽型开关电流中作控制器外，还能作为推挽、半桥、全桥开关电源的控制器。图SG3524产生PWM信号的发生器电路。SG3524外部电路3.2SPWM控制信号发生电路设计硬件电路产生SPWM波的方法是将等腰三角形与正弦控制波通过比较器进行比较，比较[5]器输出端形成SPWM波形。如图8所示，用一个50Hz 的正弦波去调制30kHz 的开关频率，形 成了脉冲宽度变化的开关管驱动波形，控制开关管的导通与关断 时间，从而控制流向 感电流的大小，经过LC 的滤波，最终在 电容上形成大小可控的50Hz 正弦波输出。 3.2.1正弦波发生器设计 如图 所示为50Hz 正弦波发生器，采用了双积分型的正弦波发生器，由两 此正弦波输出给加法器作为比较的参考电压，可以通过改变该输出的幅度去调节输出交 流电压的大小。 如果您需要更多资料可以到/week114 进行免费查阅。 如果您需要更多资料可以到/week114 进行免费查阅。 50Hz正弦波发生器 3.2.2 三角波发生器设计 如图 所示为30kHz 三角波发生器，它是由一个方波发生器通过 的，可输出一个负值为?15V、30kHz的方波。其输出的三角波频 33.4kHz215kΩ 1.5713kΩ 1nF 15kΩ//15kΩ 30kHz三角波发生器 图中
