基于EG8010-SPWM純正弦波逆變器設計

　　摘要：為滿足風力發(fā)電系統(tǒng)對純正弦波逆變器的要求，設計了一種以EG8010-SPWM為核心的逆變器。主電路采用升壓斬波電路和單相全橋逆變電路，降低了噪聲，提高了效率。控制電路采用EG8010-SPWM純正弦波逆變發(fā)生器芯片，簡單可靠、易于調(diào)試。實驗表明該逆變器輸出電源穩(wěn)定、安全、波形失真小，具有很好的應用前景。

　　引言

　　普通逆變器一般包括方波逆變器和修正正弦波逆變，它們輸出的電能諧波含量大、帶負載能力差。本文介紹一種基于EG8010的戶用風力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器的設計。逆變器的額定功率為300W，額定的輸入電壓為直流24V，輸出為單向標準純正弦電壓220V±5%，頻率范圍50Hz±0.5%，具有過熱、過載保護和輸出過壓保護。

　　系統(tǒng)整體方案設計

　　戶用風力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器主要由DC/DC轉換電路、DC/AC逆變電路、輸出電路、控制電路、驅(qū)動電路、輔助電源等構成，同時系統(tǒng)中還要對輸出的電流和系統(tǒng)的溫度進行反饋，監(jiān)控過壓、過流、欠壓和過溫情況，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

　　工作原理敘述下：24V的直流電源通過DC/DC轉換電路調(diào)制成所需要的高頻直流電壓和電流，為后面的逆變提供足夠的功率。利用EG8010-SPWM純正弦波逆變器控制芯片電路產(chǎn)生的SPWM信號通過驅(qū)動電路控制功率器件的導通和關斷，配合逆變電路，完成逆變過程，將直流電轉化為220V/50Hz純正弦波交流電。保護電路實現(xiàn)過壓欠壓保護、過流和短路保護、過溫保護和過載保護等。輔助電源是將逆變器的輸入電壓變換成控制電路和驅(qū)動電路工作的直流電壓。

　　主電路設計

　　風力發(fā)電系統(tǒng)逆變器的主電路(如圖1所示)包括DC/DC變換電路、AC/DC逆變電路、LC濾波電路等，其中逆變電路是整個主電路的核心。DC/DC變換電路的功能一方面調(diào)節(jié)輸出直流電壓使之與后級的逆變電路輸入相匹配，來減輕逆變電路的控制負擔;另一方面完成有源功率因數(shù)校正，提高逆變器的輸入功率因數(shù)并抑止輸入電流的高次諧波，本文直流變換電路采用升壓斬波電路。逆變電路為單相全橋逆變電路，當輸出交流側接感性負載時需要提供無功功率，因此在每個功率管的集電極與發(fā)射極間并聯(lián)了快恢復二極管，以便為無功功率提供通道。由于逆變器存在死區(qū)時間，若不合適會造成上下橋臂通路短路、輸出負載端短路，因此需要在逆變橋前串一個熔斷器，以起保護作用 ?！?/p>

 

　　直流變換電路

　　由于風力發(fā)電最大功率點電壓低于交流側的峰值電壓，因而采用Boost DC/DC升壓變換器使蓄電池的配置比較靈活，可實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)寬范圍電壓輸入，也增大了風力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。Boost DC/DC升壓變換器由開關管V，續(xù)流二極管D，電感L，電容C組成，完成將蓄電池輸出的直流電壓升壓到300V以上，電路如圖2所示。