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正弦波逆变器设计方案逆变器建议删除该贴!!|收藏|回复|修改|2008-03-1512:18:15楼主搞正弦波难度最大的就是要生产稳定的SPWM波还有就是要有合理的电压调整电流电流检测.很多在网上都介绍些用单片机分立元件等.其实不用哪么麻烦的.主要一个U3990加一个IR21104 个IRF460两个滤波器就可以做成一款精度误差为2%的纯正弦波电源.在这里详细原理图我就不发了我发一些提示性的东西给大家; U3990: U3988是数字化的、功能完善的正弦波单相逆变电源 / UPS 主控芯片它不仅可以输出高精度的SPWM正弦波脉冲序列还可以实现稳压、保护、市电/逆变自动切换、充电控制等功能并且具备LED指示灯驱动、蜂鸣器控制、逆变桥控制引脚从而可以利用该芯片组成一个完整的逆变电源/UPS系统用该芯片控制的逆变桥输出既可以是传统的工频变压器结构也可以是高频升压后的直接逆变结构.为方便生产过程中的调试该芯片还具备测试模式在该模式下所有的保护功能、市电切换、充电控制均不起作用仅工作在可以稳压的逆变状态为最基本的调试和测试提供了方便. U3988 的内部构成主要有:正弦波发生器、双极性调制脉冲产生逻辑、50Hz或 60Hz 时基、电压反馈/短路检测、正弦波峰值调压稳压单元、外部扩展的保护响应逻辑、市电过零脉冲过滤、市电电压测量、电池电压测量、逆变控制、充电控制、指示灯控制、蜂鸣器控制、抗干扰 自恢复单元构成.整个电路封装成一个18引脚ICDIP18其内部结构框图如图一所示: 图二是U3988的引脚图. VDD是芯片的电源引脚接单一+5V;GND是地; OSC
1、OSC2是时钟引脚接20MHz晶振; OUTA、OUTB是正弦波SPWM脉冲序列的输出引脚这两个引脚输出的__一般要通过死区控制电路才能送到逆变桥; OUTG是逆变桥使能控制输出该引脚输出低电平时允许逆变桥工作输出高电平时则禁止逆变桥工作; ___CK是逆变输出电压反馈引脚该引脚接受的是模拟量输入逆变桥最终输出的正弦波交流电压通过反馈电路送到该引脚由芯片对逆变输出电压实现稳压、调压和短路检测; BT_CK是电池电压测量引脚是模拟量输入引脚电池电压经过电阻降压送到该引脚由芯片对电池实现欠压保护、充电检测若不需要使用该引脚可以直接接+5V; AC_CK是市电电压测量引脚这也是模拟量输入引脚市电电压经过降压、整流、滤波、电阻分压后送到该引脚芯片会根据该引脚电压的变化判断市电是否异常并决定是否进行市电/逆变切换;若不需要使用该引脚也可以直接接+5V; ACPLUS引脚是市电检测输入芯片由此引脚的高低电平判断市电的有无;有市电时要将该引脚拉成低电平对于检测市电的电路如果为了提高响应速度而不采用滤波电容也是允许的虽然在该引脚的低电平__中含有过零脉冲但并不会使U3988频繁地进入逆变状态因为在芯片的内部有过零脉过滤逻辑; AC/DC引脚是市电/逆变控制输出输出高电平时为市电输出低电平时为逆变; CHARG引脚是充电控制输出高电平有效; LED_L引脚是逆变/欠压指示输出低电平时表示逆变状态闪烁时表示欠压; LED_P引脚是保护指示输出当检测到短路或者外部的扩展保护时芯片停止逆变进入保护状态此时指示灯闪烁; PROT引脚是扩展保护输入引脚高电平有效用户可以通过外部的或门逻辑实现过流、过温等保护输入 该引脚在逆变和市电状态都可以响应外部的保护请求; BEEP/TEST是双向引脚正常工作时是蜂鸣器控制输出引脚通过三极管驱动电磁式蜂鸣器当在芯片加电的瞬间该引脚是输入引脚用来检测外部TEST跳线的状态;关于该引脚的详细用法将在后面介绍; NC引脚是空余的引脚一定要接到高电平. 在逆变状态下OUTA、OUTB引脚输出的是双极性的SPWM脉冲序列见图三所示:OUTA输出的SPWM脉冲序列经过逆变后对应正弦波的正半周;OUTB输出的SPWM脉冲序列对应正弦波的负半周. 逆变输出电压反馈引脚的作用是测量逆变输出的交流电压根据测量值计算输出电压的误差并对输出电压值作出调整.当输出电压升高时该引脚的电压也随之升高芯片内部的调压电路会降低输出电压反之当该引脚的电压降低时芯片会升高输出电压. 该引脚采用的峰值电压取样法如图四所示: 图中的虚线标识就是芯片的取样点峰值取样的优点是测量值准确、对电压变化反应迅速.在大多数情况下对于发生偏离的输出电压芯片可以在1-5个交流电周期内调整完毕为了降低正弦波形的失真度、保证波形的完整性这种调整是在下一个交流电周期起作用的. 该引脚也可以测量整流滤波后的直流电压平均值只是因为滤波电容的存在使芯片对输出电压的变化反应迟钝. 加在___CK 引脚上的电压必须是实时的不能是静态的电压.例如:在某一应用中为了能够调节逆变输出电压在该引脚施加了一个固定的直流电压这个电压是可以调节的但不是输出电压的反馈这种情况是不允许的但不会损坏芯片因为这个电压不是反馈回来的芯片始终会认为这个值偏高或偏低从而会一直做出相反的调整直到 把输出电压调到了最低或最高才会停止. 芯片的调压 / 稳压范围大约是最高输出电压的50%-100%. 该引脚能够测量的电压范围是 0-5V为了保护该引脚不会因为过压而损坏要在该引脚串接一只10K的电阻特别重要.该引脚是以
4.5V作为稳压基准的. ___CK引脚同时还要检测输出电压的短路情况短路检测的周期是100uS检测一次同时检测的还有扩展保护引脚但是在输出电压过零点的前后10度范围内不进行上述检测在这段时间内芯片要检测电池电压和市电电压以及市电状态. BT_CK引脚对电池电压检测的动作阀值:该引脚的电压低于
1.9V为欠压保护;低于2V为欠压告警;低于
2.4V时开始充电在有市电时高于
2.8V时停止充电.充电控制引脚CHARG的动作带有10秒钟的延迟.并且每次上电芯片都尝试对电池进行充电. AC_CK引脚对市电电压检测的动作阀值:该引脚电压低于
1.9V或者高于
2.4V表示市电异常芯片会自动转入逆变;该引脚 带有施密特触发特性在市电高于2V或者低于
2.3V时芯片才认为市电正常. 蜂鸣器控制引脚BEEP/TEST是具有两个功能的双向引脚它的__电路建议如图五所示:正常情况下跳线器TEST是断开的由BEEP/TEST引脚输出的蜂鸣__通过R
3、C
1、D
1、Q1驱动电磁蜂鸣器发声;在芯片加电启动的过程中若芯片检测到TEST跳线短接就会进入测试状态.在测试状态芯片不理会各种保护__和市电状态始终处在可以稳压、调压的逆变状态.图 五中的R1为TEST跳线提供高电平上拉R2是为了及时释放掉C3上的电压保证跳线未短接时BEEP/TEST引脚是低电平.改变跳线后要对芯片重新加电. 蜂鸣器采用不同长度的发声来代表芯片的状态:市电/逆变切换时短鸣一声;电池欠压告警时以3秒钟的间隔短鸣;欠压、短路、扩展保护时以1秒的间隔短鸣;进入测试状态时短鸣两声. PCB布线时要注意的问题: 一.时钟引脚要接一20MHz的普通晶振晶体的两个引脚还要各接一只外部电容尽管没有外部电容C振荡电路也能起振但为了工作稳定和避免干扰最好采用15-30PF的电容; 二.三个模拟量测量引脚BT_CK、AC_CK、___CK的线条要尽可能短并且能与地平行或者被地包围以减小干扰; 三.U3988的+5V供电和地线要单独到走电源不要从其它的电路单元分支过来这样可以把芯片受到的干扰降到最低程度; U3988芯片有两个系列:50Hz和60Hz.每个系列又有不同的版本变化用户可以从芯片型号的后缀字符加以区分.如:U3988T5-50表示50Hz系列的T5版本U3988T5-60表示60Hz系列的T5版本. 目前U3988提供的版本是T
8. RI2110; 在功率变换装置中根据主电路的结构起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器兼有光耦隔离和电磁隔离的优点是中小功率变换装置中驱动器件的首选. IR2110引脚功能及特点简介 内部功能如图
4.18所示: LO引脚1:低端输出 COM引脚2:公共端 Vcc引脚3:低端固定电源电压 Nc引脚4: 空端 Vs引脚5:高端浮置电源偏移电压 VB 引脚6:高端浮置电源电压 HO引脚7:高端输出 Nc引脚8: 空端 VDD引脚9:逻辑电源电压 HIN引脚10: 逻辑高端输入 SD引脚11:关断 LIN引脚12:逻辑低端输入 Vss引脚13:逻辑电路地电位端其值可以为0V Nc引脚14:空端 IR2110的特点: 1具有__的低端和高端输入通道. 2悬浮电源采用自举电路其高端工作电压可达500V. 3输出的电源端脚3的电压范围为10—20V. 4逻辑电源的输入范围脚95—15V可方便的与TTLCMOS电平相匹配而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有 V的便移量. 5工作频率高可达500KHz. 6开通、关断延迟小分别为120ns和94ns. 7图腾柱输出峰值电流2A. 桥电路驱动原理 IR2110内部功能由三部分组成:逻辑输入;电平平移及输出保护.如上所述IR2110的特点可以为装置的设计带来许多方便.尤其是高端悬浮自举电源的设计可以大大减少驱动电源的数目即一组电源即可实现对上下端的控制. 高端侧悬浮驱动的自举原理: IR2110驱动半桥的电路如图所示其中C1VD1分别为自举电容和自举二极管C2为VCC的滤波电容.假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压VC1 VCC. 当HIN为高电平时如图
4.19 :VM1开通VM2关断VC1加到S1的栅极和源极之间C1通过VM1Rg1和栅极和源极形成回路放电这时C1就相当于一个电压源从而使S1导通.由于LIN与HIN是一对互补输入__所以此时LIN为低电平VM3关断VM4导通这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg2迅速对地放电由于死区时间影响使S2在S1开通之前迅速关断. 当HIN为低电平时如图
4.20:VM1关断VM2导通这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg1迅速放电使S1关断.经过短暂的死区时间LIN为高电平VM3导通VM4关断使VCC经过Rg2和S2的栅极和源极形成回路使S2开通.在此同时VCC经自举二极管C1和S2形成回路对C1进行充电迅速为C1补充能量如此循环反复. http://bobo.414ai.net/play/4356/
1.htmlhttp://___.d4ai.com/html/zipaitoupai/list_5_
6.html。