数字单相正弦逆变开关电源的设计

摘要

电源是各种电子设备的重要组成部分，它有如人体的心脏，为所有电类设备的正常运行提供动力。20世纪90年代以来，随着电力电子技术飞速地发展，不断涌现出新型电力电子器件，智能化IC和新电路拓扑，创造出许多新型稳压电源。现代高频开关稳压电源作为电源的一个分支，由于它具有功率小，效率高，体积小，重量轻，稳压范围宽，可靠安全等一系列特点，普遍受到青睐和推崇。现代高频开关稳压电源技术涉及的内容是极其广泛和复杂的，它横跨了三个学科:一是微电子精细加工的智能化专用集成电路控制芯片系统;二是正在快速更新的高性能功率半导体MOSFET和IGBT等电力电子器件;三是要合理利用，绕制各种电感器件和变压器所用的磁性材料等几大类。 现代开关稳压电源已广泛用于基础直流电源，交流电源，各种工业电源，计算机电源，UPS不间断电源，医疗和照明电源，雷达高压电源，音响和视频电源等。本文设计的单相脉宽调制逆变电源属于交流电源(AC-DC-AC逆变)，采用电压、电流双闭环反馈控制，通过数字PI控制方法来改变驱动电压脉冲宽度来调整和稳定输出电压。其主电路构成采用的是Buck电路和全桥电路的组合。控制电路采用了TI公司的TMS320LF2407DSP芯片，来实现产生PWM波，SPWM波，AD采样，以及闭环控制的功能，数字芯片比分立元器件控制电路具有更简单，更可靠的特点和易于调试的优点。 本文详细的分析了该逆变电源的工作过程，并推导了重要公式。最后对该逆变电源进行了计算机仿真和样机实验，验证了其可行性和有效性。