基于一款多功能逆变电源电路的设计及解决方案-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

引言

随着现代科技的发展，逆变电源广泛应用到各行各业，进而对其性能提出了更高的要求。传统的逆变电源多为模拟控制或数字相结合的控制系统。好的逆变电源电压输出波形主要包括稳态精度高，动态性能好等方面。目前逆变器结构和控制，能得到良好的正弦输出电压波形，但对突变较快的波形，效果不是很理想。

函数信号发生器，是实验教学中常用的设备。能产生不同频率和电压等级的波形：方波信号，三角波，正弦信号波形。近年兴起的一种新的DDS技术，即直接数字频率合成技术。但是他们都为小信号波，没有功率输出，不能带一定的负载。

本文提出的多功能逆变电源，主电路采用二重单相全桥逆变器结构，输出的电压波形对给出的参考波形跟踪，有功率输出，能带一定的负载。控制采用加入微分环节的滞环控制，完全实现数字化控制。

主电路设计

多功能逆变电源原理如图1，有两部分组成：主电路和控制部分。其中主电路的参考信号，可以与计算机通信或者其他电路得到。

图1：多功能逆变电源原理

在主电路的设计上借鉴了多重逆变器结构，采用了二重单相全桥逆变器连接。原理图如图2.两个逆变器直流侧电压不相同，主逆变器的直流侧电压为Udc，从逆变器的直流侧电压为3Udc。输电电压波形共有9个电平组成：±4Udc，±3Udc，±2Udc，±Udc，0。由于输出电平的数量多于单个逆变器，输出波形较好。主逆变器工作为较高频率，从逆变器工作频率较低，极大的降低开关损耗。在参考波形变化缓慢阶段，只需要主逆变桥工作，就能很好的跟踪参考信号;当参考信号变化相当快速的时刻，需要辅助逆变桥和主逆变桥同时工作，快速精确跟踪参考信号。

图2：二重级联单相全桥逆变器拓扑控制设计

在控制部分采用滞环完全数字化控制。滞环控制响应速度快、准确度较高、跟踪精度高，输出电压不含特定频率的谐波分量等特点，能够使用DSP实现数字化控制。对于主电路的主逆变器和从逆变器采用滞环控制。

图3：滞环控制原理

如图3所示，主开关的滞环宽度为h，从开关管的滞环宽度为hs，且hs》h。主逆变器一直工作，开关管V1和V4;V2和V3交替导通关断。从逆变器有三种工作状态。在t1~t2时刻，误差电压并没有超过从逆变器的滞环宽度，只需要主逆变器工作，四个开关管都关断；在t3时刻，误差电压△u》hs，开关管 VS2和VS3导通，开关管VS1和VS4关断；t4时刻误差电压-△u《-hs开关管VS1和VS4导通，开关管VS2和VS3关断。

考虑到跟随突变信号时跟随困难的情况，在滞环控制器前引入了微分环节，如图4所示，以改善跟随效果。

图4：带微分环节的滞环控制

结论

多功能逆变电源，主电路采用二重级联单相全桥逆变器结构，输出的电压波形对给出参考波形跟踪，有功率输出，能带一定的负载，可直接作为电压源使用。控制采用加入微分环节的滞环控制，完全实现数字化控制。最后通过Matlab仿真，证实设计方案的多功能逆变电源是可行的。

关键字：逆变电源编辑：探路者引用地址：基于一款多功能逆变电源电路的设计及解决方案

上一篇：一款电流馈电推挽式逆变电路图设计
下一篇：一款高压正弦波变频逆变电源的电路设计与实现

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 22:30

模块化逆变电源的设计与应用

1 引言　　目前,逆变技术已在国民经济的各个领域中得到了极其广泛的应用,国内外许多公司已能生产技术成熟的标准逆变电源,这些产品实现的功能较多,性能较好、可适应较复杂的负载情况,但控制方案较复杂、体积较大、价格昂贵,适于实验室、车间的集中供电。在逆变技术的进一步普及应用中,越来越多的产品、设备要求逆变电源象直流电源一样模块化,并成为该产品、设备的一部分。通常在这种场合对逆变电源要求容量较小、负载单一、并控制体积和成本,显然再采用标准逆变电源的方案就不合适了,这需要仔细考虑系统方案,简化控制,在保证性能指标的同时,减小体积,降低成本。　　本文以某新型鱼雷定向陀螺用的模块化逆变电源为例,介绍模块化逆变电源

[电源管理]

光伏系统用中小功率逆变电源的现状与展望

1 引言　　中小功率逆变电源是户用独立交流光伏系统中重要的环节之一，其可靠性和效率对推广光伏系统、有效用能、降低系统造价至关重要，因而各国的光伏专家们一直在努力开发适于户用的逆变电源，以促使该行业更好更快地发展。　　2 光伏系统用中小功率逆变电源的技术现状　　逆变电源按变换方式可分为工频变换和高频变换。工频变换是利用分立器件或集成块产生50Hz方波信号，然后利用该信号去推动功率开关管，利用工频升压变压器产生220V交流电。这种逆变电源结构简单，工作可靠，但由于电路结构本身的缺陷，不适合于带感性负载，如电冰箱、电风扇、水泵、日光灯等。另外，这种逆变电源由于采用了工频变压器，因而体积大、笨重、价

[电源管理]

基于UC2525的交流逆变电源设计

　　一、设计需求　　本电源应用于一个交流电压转换的前端，输入的控制信号是4VAC（50HZ交流有效值变化范围2VAC-8VAC），输入电源是350VDC（精度0.5%）。输出信号应跟输入信号成线性比例（放大20倍，精度0.5%），且输入控制信号与输出信号相位误差小于20’，功率负载不小于30VA。　　特殊需求：要求控制信号输入阻抗大于500M。　　二、设计分析　　本电源的模型为一个交流逆变电源，但是提供了控制信号并且要求与输入信号呈线性比例精度要求相当高，且有同相位的要求。所以本电源在一定意义上说是一个交流信号放大器。　　输入的电源是350VDC，需要变成交流信号，变换方法就是采用SPWM的方式生成方

[电源管理]

基于UC2525的交流<font color='red'>逆变电源</font>设计

光伏系统用中小功率逆变电源的发展展望

　随着谐振开关电源的发展，谐振变换的思想也被用在逆变电源系统中，即构成了谐振型高效逆变电源。该逆变电源是在DC/DC变换中采用了零电压或零电流开关技术，因而开关损耗基本上可以消除，即使当开关频率超过1MHz以上后，电源的效率也不会明显降低。实验证明：在工作频率相同的情况下，谐振型变换的损耗可比非谐振型变换降低30%～40%。目前，谐振型电源的工作频率可达500kHz到1MHz。　　另外值得注意的是，光伏系统用中小功率逆变电源的研究正朝着模块化方向发展，即采用不同的模块组合，就可构成不同的电压、波形变换系统。　　毫无疑问，光伏系统用中小功率逆变电源会采用高频变换电路结构。在一些技术细节上，也会有别于其它场合使用的逆变电源，如除了

[电源管理]

高频逆变电源

　　高频逆变器是一种DC/AC的转换器，它将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。　　高频逆变器有很多应用领域，比如在航空工业中利用逆变器提供一个到400Hz 频率转换等，一般来讲根据实际应用的需要而改变输入电压，这就要用到逆变器了。　　我们将集中在以下的逆变器应用领域作介绍：　　1、工业过程控制和应用例如开关设备，程序逻辑控制　　2、电信行业中枢和无线应用等场合　　3、数据中心和计算机房　　4、新兴能源行业例如太阳能、风力发电、燃料电池等　　不同的领域使用不同的直流电压输入例如：　　·24VDC 适合电信、航海工业，太阳能… 　　·48VDC 和 60VDC 适合电信固定和移动网，IT业… 　　·

[电源管理]

在线式不间断逆变电源装置的设计

1　前言　　在科学技术日益发展的今天，现代化的工业控制设备、通信装置及科研实施等都将以电子计算机、具有微处理器的监控设备等为核心。而这些器件是一种精密电子设备，大部分都需交流供电，且他对交流电源的供电质量、可靠性和连续性（不间断）等都有严格的要求，要求供电间断时间不得大于25%的工频周期。市电的电压波动、脉冲干扰和突然中断，将会导致随机存储器数据丢失和程序破坏，造成极坏的后果。特别是在金融、通信和电力部门等，对市电的要求更加严格。　　为了解决以上问题，各种各样的不间断逆变电源（简称UPS）都相继出现。并且成为各系统必不可少的配套设备。因它具有稳压、稳频、滤波和抗干扰等功能，更重要的是在交流断电时能不间断的继续输出交流正弦波，

[电源管理]

在线式不间断<font color='red'>逆变电源</font>装置的设计

基于TMS320F2806三环电压控制逆变电源

引言逆变电源通常采用双环或多环反馈控制，例如采用输出滤波电感电流滞环和输出电压反馈构成的双闭环控制、采用电容电流滞环反馈方式的闭环控制、采用固定开关频率电感电流反馈控制和采用固定开关频率电容电流反馈控制等控制策略。对上述的控制策略，采用电流滞环瞬时控制的控制电路比较简单，但是功率管开关频率不固定，输出电压中的谐波频率不固定，而且频带比较宽，输出滤波器的设计比较困难。采用固定开关频率瞬时值控制方案，其载波频率固定，输出电压谐波成分为固定频率段的谐波，输出滤波器的设计易于实现。其中，电容电流反馈控制的逆变器抑制负载扰动能力强，能够适应非线性负载，但是难以实现过载和短路电流的限制。而采用

[电源管理]

基于TMS320F2806三环电压控制<font color='red'>逆变电源</font>

CPLD在航空1l5V/400Hz高频链逆变电源中的应用

摘要：介绍了一种基于CPLD的，用于大功率航空逆变电源的，触发电路的设计原理和设计方法。实验表明，该逆变电源设计合理、可靠性高，具有良好的输出响应特性，明显提高了系统的实时性和集成度。关键词：复杂可编程逻辑器件；脉冲密度调制；高频链：逆变电源 0 引言航空配电系统所用l15V／400Hz电源一般是由直流逆变所得，主要供军用飞机、雷达等设备使用。逆变电源中的能量转换过程是，直流电通过逆变电路变换成高频脉冲电压，经滤波电路形成正弦波。近来，高频链逆变技术引起了人们越来越浓的研究兴趣。高频链逆变技术用高频变压器来代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。高频链逆变技术是由Mr.Espelage于1977年提出

[应用]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■免费申请 | 上百份MPS MIE模块，免费试用还有礼！

■PI 电源小课堂|无 DC-DC 变换实现多路高精度输出反激电源

■有奖直播报名:大联大世平集团&恩智浦 | AI 无所不在，单板电脑也可以

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐