DC/AC电路设计 

3.1 半桥型逆变电路  半桥电路如图3-1所示。它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控元件和一个反并联的二极管组成。在直流侧有两个互相串联的足够大的电容，两个电容的连接点便成为直流电源的中点。负载联接在直流电源中点和两个桥臂结点之间。两只串联电容的中点作为参考点，当开关元件M1 导通时，电容C1上的能量释放到负载RL上，而当M2导通时，电容C2上的能量释放到负载RL上，M1和M2轮流导通时在负载两端获得了交流电能，半桥逆变电路在功率开关元件不导通时承受直流电源电压Ud，由于电容C1和C2两端的电压均为Ud/2（假设C1=C2），因此功率元件M1 和M2 承受的电流为2Id。引入均匀电阻的目的是为了平衡两个电容上的电压相等。 两个功率MOSFET管的调制信号来自单片机生成的SPWM信号，下一章将对其进行阐述。  图3-1 半桥逆变电路结构  3.1.1 半桥电路的定量分析  半桥电路的输出电压为u0。  把幅值为U0的矩形波u0展开成傅里叶级数的  u0?2Ud?(sin?t?1  3sin3?t?1  5sin5?t????)  其中基波的幅值Uo1m和基波有效值Uo1分别为  Uo1m?  Uo1?2Ud???1.27Ud d?0.9Ud  3.1.2 半桥电路的元器件选择  MOSFET K2845的漏源极电压是720V，门极开启电压是10V，输出功率在30W以上。  开关电路中的MOSFET的保护成为重要的部分，由于在关闭开关器件时仍然有电流，为防止电流将晶体管击穿，所以要设计RC吸收回路，对于本次设计属于低频率工作，可以只在MOSFET两端并联吸收消耗的电容即可。  通常输出要加入LC  根据就可以确定参数，一般情况下电容的耐压值要大于0，大约是350V，而电容值一般与输出的功率有关。输出1W对应1?F，所以选择10?F的电容，所以电容选择的规律是1W对应的1?F电容，所以选择的10?F电容。  通常电容的漏电流是几十个?A，流过电容两侧的均匀电阻上的电流一般是漏电流的10倍，大约是1mA，由于输出电压是640V，所以电阻选300k。  第四章 SPWM调制电路的设计  4.1正弦波脉宽调制  4.1.1正弦波脉宽调制简介  1）单极性正弦波脉宽调制方式  用幅值为Ur 的参考正弦波Ur 与幅值为fc、频率为的三角波uc比较，产生功率开关驱动信号。图4-1是用两个极性相反的参考正弦波与双向三角形载波相交产生功率开关驱动信号；  图4-1 单极性正弦脉宽调制SPWM原理波形  4.1.2 SPWM脉宽调制的优点  SPWM的优点：  (1) 在一个可控功率级内调频、调压，简化了主电路和控制电路的结构，使装置的体积小、重量轻、造价低。  (2) 直流电压可由二极管整流获得，交流电网的输入功率因数接近1；  (3) 输出频率和电压都在逆变器内控制和调节，其响应的速度取决于电子控制回路，而与直流回路的滤波参数无关，所以调节速度快，并且可使调节过程中频率和电压相配合，以获得好的动态性能。  （4）输出电压或电流波形接近正弦，从而减少谐波分量。  关于SPWM的开关频率  SPWM调制后的信号中除了含有调制信号和频率很高的载波频率及载波倍频附近的频率分量之外，几乎不含其它谐波，特别是接近基波的低次谐波。因此， SPWM的开关频率愈高，谐波含量愈少。当载波频率越高时，SPWM的基波就越接近期望的正弦波。  4.1.3 SPWM脉宽调制的生成方法  规则采样法  规则采样法是一种应用较广的工程实用方法，它的效果接近于自然采样法，但计算量却远小于自然采样法。图 (a)采用锯齿波作为载波的规则采样法。由于锯齿波的一边是垂直的，因而它和正弦调制波交点时刻是确定的，所需的计算只是锯齿波斜边和正弦调制波的交点时刻，如图4-2中（a）和(b)中的  量明显减少。  tA 使计算  图4-2 （a）和（b）分别采用锯齿波和三角波作载波的规则采样法  在自然采样法中，每个脉冲的中点并不和三角波中点（即负峰点）重合，规则采样法使两者重合，即使每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称，这样就使计算大为简化。图(a)是这种方法的示意图。如图所示，在三角波的负峰时刻tD对正弦调制波采样而得到D 点，过D 点作一水平直线和三角波分别交于A 点和B 点，在A 点的时刻tA和B 点的时刻B t 控制功率开关器件的通断。可以  博泰典藏网btdcw.com包含总结汇报、自然科学、外语学习、医药卫生、经管营销、农林牧渔、计划方案、教学研究、工程科技、资格考试、党团工作、高中教育以及毕业设计-便携式DCAC逆变电源设计等内容。