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[技术]

一款基于BoostPWMDC/DC变换器的正弦波逆变器

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楼主: lzmm
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lzmm|  楼主 | 2013-11-25 00:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览

应用实例

一台已被实际应用的,采用电压跟踪控制法的Boost逆变器电路如图11所示。容量为300VA,输入直流电压US=24V,输出交流电压UL=220V,频率为50Hz。开关器件S1~S4采用的是10A/400V功率MOSFET。

图11 采用电压跟踪控制的Boost逆变器电路


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lzmm|  楼主 | 2013-11-25 00:34 | 只看该作者
在控制电路中,其准正弦波是由时基电路IC2产生的。IC2的脚2脚6产生含有UC/2直流分量的50Hz三角波,此波经390kΩ电阻与0.01μF电容的RC低通滤波后,得到含有6V直流分量的50Hz正弦波6+2sinωt,此波作为左右臂跟踪用的基准正弦波。控制左右臂输流工作的方波,采用IC2的脚2脚6三角波与UC电源电压中点,在IC4进行比较产生。用此方波控制IC1,IC3的脚4来切换左右两臂轮流工作。以右臂为例,S2控制电感能向电容和负载转换,而S2又受IC3时基电路的控制,只有当脚4输出U4>1V的高电平时才使S2具有开关功能。S2的开通受脚3的输出控制。这样,当同相位方波为低电平时,IC3不能置零复位,才允许S2工作,如果此时脚3输出高电位,则S2开通,脚3输出低电位,S2关断。
由式(10)可知,ΔU与负载的大小有关,p↑,ΔU↓;p↓,ΔU↑。为了保证ΔU跟踪基准正弦波电压的精度,需要根据负载大小随时调节iL,使ΔU与负载无关。调节的最好办法是用临界饱和控制电路。对于功率MOSFET来说,在临界饱和状态栅压与iL成正比,故可以利用开关管的栅压来间接地控制iL。在图11中用2个三级管组成的间接测量保持电路,只要开关管的端电压大于饱和电压,此电路就使栅压升高,反之使栅压降低。
使电感能向电容C2和负载转移的时间大约为10μs,在转移期间如果不到10μs就使输出电压大于基准正弦波电压,则G3发光使S4预开,同时通过脚4控制使IC3重复,U5仍保持低电平以防止10μs之后U5跃为高电平,惯性使ΔU继续增长,直到iL=0之后。C2和负载上过剩的能量通过S4,L2向US(蓄电池)充电回收能量,输出电压图10能量转移与跟踪过程示意图下降直到低于基准正弦波电压,S2关断,D3续流,电池吸收L2的全部反向储能。如此经过10ms使右臂输出一个正弦半波,而后再切换到左臂开始另半个周期正弦波的跟踪。

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lzmm|  楼主 | 2013-11-25 00:35 | 只看该作者
逆变器的性能增标如下:
重量≤80g,体积和复读机一样大;
功率300VA;
效率>90%;
输出电压正弦波失真度<3%;
空载电流<20mA;
具有过载及短路保护;
输出电压220V,可调。
结语
Boost逆变器是一种可以升压的新型逆变器,传统逆变器的控制方式几乎都可以在这种逆变器中应用,但以SPWM控制方式、滑模控制方式和电压跟踪控制方式应用较多。这种逆变器可以用于UPS电源和交流异步电机的驱动,以减小体积重量,提高电源性能。

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