电源-手把手教你制作单相逆变电路(交流电压闭环,SPWM调制)
前言
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下面是逆变电路的控制方案和具体电路,更详细的讲解请移步Bilibili:EDAdong。
设计目标和方案
1、主控器件为STM32F103C8T6
2、参数显示通过0.96寸OLED屏幕进行显示
3、驱动芯片用IR2104S半桥驱动芯片。
4、拓扑结构用经典的全桥逆变拓扑结构,开关管用IRF540N。
5、输入继电器保护。
6、输出12V50Hz交流电输出,闭环方案。
7、采用电压互感器ZMPT101B、运放OPA2188做交流电压检测。
注意事项
逆变电路在开始测试时建议空载进行测试,按照本设计所选用的开关管,最高可以耐受110V左右电压。在逆变电路中存在调制系数比,默认基础调制为0.75,不建议超过0.92以上的调制系数,也就是说不建议上下不超过±46%的占空比波动。
先开控制器电源,再开主电路供电电压,顺序不能反。
硬件电路
1、主电路拓扑
主要原理为:HO1、LO1为IR2104S驱动模块1驱动,HO2、LO2为IR2104S驱动模块2驱动。在任一瞬间,HO1和LO1波形相反,HO2与LO2波形相反,且HO1和HO2波形相反。即整体电路只对应两种工作状态:
第一种工作状态为:直流电流通过Q2mos管流经U34,负载U41再流经Q4最终到达地,在这一工作状态里,若负载上端视为电压正极,则负载上会加上一个正向的电压,也即处于正弦波的正半周期。
第二种工作状态为:直流电流通过Q5mos管流经U39,负载U41再流经Q1最终到达地,在这一工作状态里,若负载上端视为电压正极,则负载上会加上一个反向的电压,也即处于正弦波的负半周期。
2、继电器过流保护
CTRL为单片机控制继电器开关闭合的信号,其中P1端口的3号引脚接到常闭端口,2号引脚接到公共端口,1号引脚接到常开端口,3号引脚连接地,2号引脚连接VDCIN,1号引脚连接外部直流电源。若CTRL给低电平,9013关闭,继电器磁铁不吸合,VDCIN连接到地,逆变电路无电源输入,起到保护作用。若PROTECT给高电平,则Q3三极管导通,继电器磁铁吸合,VDCIN与外部电源处于连接状态,电路上电,正常工作状态。
3、辅助电源供电
老生常谈了,就是LM2596S-5.0这个芯片的外围电路,47uh一体化成型电感。
4、IR2104驱动
老生常谈了,只不过换成了两路驱动输出
5、基准电压+交流电压检测
在往期均有电路对应讲解
总原理图
PCB以及3D图
总结
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