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基于STM32正弦波逆变器设计

2019/10/29 14:49
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方案介绍

  本人对逆变器感兴趣,参考各类资料后,经过两次改版,制作了这一款纯正弦波逆变器。设计功率在300W。从DC升压到SPWM产生正弦波,均采用stm32c8t6(STM32C8T6数据手册)作为主控芯片,并同时提供高压,低压,过功率,和短路保护功能。现开源。希望和喜欢做逆变的朋友交流,共同提高。

  SPWM稳压方式暂时采用310/DC求调制比的方式。从调试到现在已经烧毁了5片stm32都是cpu短路,等有空查查是什么原因。

  本机带载过手电钻,豆浆机,电视机,和一台台式电脑。豆浆机空载没问题,放上豆子后,几秒钟后会触发保护。台式电脑工作10分钟后电瓶没电了,就没再试。

  一.电池输入电路

  逆变器大多用在车载上,利用汽车上的蓄电池和发电机组成的低压直流供电系统供电。这个系统上往往还给其他的用电器供电,所以有必要在逆变器的输入端设计一个输入电路保证能滤除大部分来自直流供电系统的纹波和干扰,同时也滤除逆变器对直流供电系统上其他用电器的干扰。输入电路一般由LC构成,如上图所示:

  输入电路设计中需要注意的是L要能过足够的电流不会饱和和过热。LC的参数还要能起到滤波效果。在实际的电路中也往往在节省成本或要求不高时省去L.

  二.辅助电源电路。

  逆变器除了功率变换回路外,还包含了小信号部分的供电,例如PWM信号芯片的12V供电,运放的单电源或双电源供电,单片机的5V或3.3V供电等。对上述电路提供一个稳定的纯净的电源供电在逆变器中也显得很重要。

  1.12V电池输入的辅助电源电路

  对于12V电池供电的逆变器,一般经过一级RC滤波给PWM芯片如TL494,SG3525等供电即可。需要注意的是R的压降控制在0.5V-1V比较合适,因为一般PWM芯片最低工作电压在8V左右,为了使电池在10V电压时还能工作,R上的压降不能过大。还有PWM芯片供电电压过低容易引起不工作或对功率MOS管驱动不足。

  在要求比较高的情况下可以先把10-15V的电池电压升压到15V,再用L7812降压到稳定的12V给PWM芯片供电,电路如下:

  上图中BT为来自12V电池,电压变动范围为10-15V.采用了MC34063单片DCDC芯片比较简单经济地实现了上述功能。

  2.24V-48V电池输入的辅助电源电路

  在输入24V以上的逆变器中,要是用L7812,LM317之类的线性降压会造成比较大的发热损耗,因此本人设计了一个自激开关式降压电路,现在介绍给大家:在这个电路中,BT输入电压范围可以达到15-60V,而输出稳定在12V.Q6也可以用P型的MOS管。

  下面来讲一下这个电路的工作原理,电路起动的瞬间,电源通过R13提供Q6足够大的基极电流,Q6饱和导通,其集电极电流一部分通过L1给C15充电供给负载,一部分储存在L1里。当C15两端的电压超过15V时Q7导通,Q5也导通导致Q6的基极电位上升,电流减小,C11的上端的电位下降,由于C11两端的电压不能突变,Q5基极的电位继续迅速下降,Q6的基极电位迅速上升直到快速关断,Q6关断后L1的储能通过续流二极管D2释放给C15和负载,然后开始下一个周期的循环。

  3.多路隔离辅助电源电路

  对于需要一路或多路隔离辅助电源供电的时候,一般采用反激式开关电源供电比较好实现,如下图,这里就不详细介绍了。

  • 原理图和PCB.zip
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    描述:原理图
  • SPWM生成软件.zip
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    描述:软件设计
  • 逆变器控制软件.zip
    12下载
    描述:控制程序

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