DSP控制的IPM正弦逆变电源系统硬件电路设计.doc

DSP控制的IPM正弦逆变电源系统硬件电路设计
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《代电子技术》２０年噩垒期噩墨现０５
ＤＰ控制的ＩＭ正弦逆变电源系统硬件电路设计ＳＰ
王耀北闫英敏，，胡玉贵
（．军械工程学院河北石家庄１
摘
０００；２蚌埠坦克学院安徽蚌埠２３１）５０３．３Ｏ３
要：在介绍正弦逆变电源系统主流硬件电路和控制方案的基础上，结合具体设计要求，给出逆变电源系统中整流
电路和逆变电路中功率模块的选取原则，滤波电容容值的计算和应用方法，输出滤波电路中电感和电容的计算方法。设计了ＩＭ模块的外部驱动电路和缓冲电路，介绍了基于ＤＰ控制的硬件保护电路和电流、电压采样处理电路。最后给出了Ｐ并Ｓ以该电路完成的逆变电源系统的实验波形和结论，验证了该电路设计的正确性和可靠性。
关键词：正弦逆变电源；电路设计；ＤＰ；ＩＭＳＰ
中图分类号：Ｔ１．０．Ｎ９２２３１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０—７Ｘ（０５４１３００４３３２Ｏ）２—０—３
ＤｅｉｎｏｈＰｓｇｆｔｅＤＳＣｏｎｒｌｅｎｅ—ＩｅｔｒＨａｄｗａｅＣｉｃｉｉＰＭｔｏｌｄＳｉ—ｎｖｒｅｒｒｒｕｔＵｓｎｇＩ
ＷＡＮＧｏｅ，ＹａｂｉＹＡＮｎｍｉＨＵｇｉＹｉｇｎ，Ｙｕｕ。
（．ｄａｃｎｉｅｒｇＣｏｌｇ，ｈｊｚｕｎ０００，ｉａ２ＢｎｈａｋＡｃｄｍｙ，ｅｇｕ，３０３Ｃｈｎ）１ＯｒｎｎｅＥｇｎｅｉｌｅＳｉａｈａｇ，５０３Ｃｈｎ．ｅｇｕＴｎａｅｎｅｉＢｎｂ２３１－ｉａ
Ａｓｒｃ：ｉａｅｎｒｄｃｓｔｅｍａｎｔｅｍｏｔｏｎｉｃｉｓｈｍｅｏｉｅ—ｎｖｒｅ，ｎｉｅｈｏｒｍｏｕｅｃｏｓｂｔａｔＴｈｓｐｐｒｉｔｏｕｅｈｉｓｒａｃｎｒｌｄｃｒｕｔｃｅｆｓｎａｉｅｔｒａｄｇｖｓｔｅｐｗｅｄｌｈｏｅｐｉｃｐｅｏｏｍｕｅａｄｉｖｒｅｉｃｉ，ｈａｃｌｔｎｐｌｙｏｉｅａａｉａｃ，ｎｈａｃｌｔｙｏｕｐｔｆｔｒｒｎｉｌｆｃｍｔｎｎｅｔｒｃｒｕｔｔｅｃｌｕａｅａｄａｐｙｗａｆｆｔｒｃｐｃｔｎｅａｄｔｅｃｌｕａｅｗａｆｏｔｕｉｅｌｌｉｄｃａｃｎａａｉｎｅＡｎｅｉｎｈＩＭｒｖａｄｃｓｉｎｃｒｕｔｓｍｐｎｎｐｏｅｔｃｒｕｔａｅｎＤＳＰｉｉｅ—ｎｕｔｎｅａｄｃｐｃｔｃ．ｄｄｓｇｓｔｅＰａｄｉｅｎｕｈｏｉｃｉ，ａｉｇａｄｒｔｃｉｃｉｂｓｄｏｎｓｎｉｖｒｅ．ａｔｇｖｓｔｅｗａｅａｄｃｎｌｓｏｆｔｉｉｖｒｅ，ｔｐｏｅｈｓｃｒｕｔｉｔｕ．ｎｅｔｒＡｔｌｓ，ｉｅｈｖｎｏｃｕｉｎｏｈｓｎｅｔｒｉｒｖｓｔｉｉｉｓｒｅｃ
Ｋｅｙｏｒｗｄｓ：ｉｅ—ｉｅｔｒ；ｉｃｔｄｅｉｓｎｎｖｒｅｃｒｕｉｓｇｎ；ＤＳＰ；ＰＭＩ
１正弦逆变电源方案
逆变电源由逆变桥、滤波电路和控制电路３分组部成。逆变桥在控制电路控制下，直流电变成含正弦成分将
的ＳＷＭ波，滤波电路滤除ＳｗＭ中高频ＰＰ
２功率电路设计
功率电路主要指输入整流电路、逆变桥和滤波电路，以下分别介绍其电路设计方法。
部分，得理想的正弦波。制电路在检测获控
输出电流、电压后，按照一定的控制算法和
卜—］ｎ０、…ｍ＼ｎＴｌ１Ｉｌ］ｆ￣ｌｆ
…０１厂一
控制策略产生ＳＷＭ控制信号去控制开关Ｐ管的通断。合逆变电源要求（相市电输结三入，输出２０Ｖ，４０Ｈ，ｋ正弦交流）３０ｚ６Ｗ，并考虑到逆变电路和控制方式主流方向，拟
采用图１中逆变电源电路和控制方案。
图ｌ逆变电源电路及控制方案
＇Ｈｌｌ１｝］Ｉｎ］ｌ
二
Ｔ２／
其中图１（）为原理电路，。ａｃ为输入直
流滤波电容，４个开关管（ＧＢ构成逆变全桥，Ｃ构成ＩＴ）Ｌ
２１整流滤波电路设计．
逆变系统要求三相市电输入，考虑到功率要求及余
量、ｌ中电路形式（变压器变压）Ｐ图无和ＳＷＭ控制方式，逆变桥需要输入３００稳定直流，整流部分采用银２￣４０Ｖ
河公司晶闸管智能控制模块ＭＳＨＹ一ＯＺ—３该模块输入交
ｒ型滤波器，制电路在采样负载输出电压和电感电流并控
进行Ａ／Ｄ转换后，在ＤＰ内按照一定的算法进行处理并Ｓ
生成ＨＳＷＭ波去控制４个开关管工作。图ｌ（）为各开Ｐｂ
关管拟用的控制波形（～Ｕ分别为图１ａ中～（）开关管的驱动信号）和希望逆变桥输出的ＳＷＭ波及滤Ｐ
波后正弦交流波形。
流耐压有效值４０Ｖ，大输出直流电流３具有稳压、５最０Ａ，功率因数高和接入简单电路就可直接调节输出电压等优
点。其电路如图２示，右边为晶闸管控制电路，调节可所
以使整流模块输出在Ｏ５０Ｖ内变化。～１滤波电容选取方法：设逆变电路输入功率为尸，电容
】３Ｏ
收稿日期：２００２０５－８－７

王耀北等：ＤＳＰ控制的ＩＭ正弦逆变电源系统硬件电路设计Ｐ
上平均电压为，等效的滤波电路负载电阻为Ｒ则一３ＩＰＭ驱动电路、缓冲电路设计
／整流后电压脉动频率为厂三相全桥整流ｆ一Ｐ。（３０Ｈｚ，期Ｔ一１厂则滤波电解电容的电容量为：一０）周／，Ｃ
（３～５Ｔ／。本系统中选用ＮＩＣ）ＲＣ