小功率三相變頻電源的設(shè)計

摘要：文中基于單片機控制技術(shù)，用功率MOS晶體管構(gòu)成功率輸出級，設(shè)計了一個三相變頻電源，實現(xiàn)從直流到交流的變換。該電源不但轉(zhuǎn)換效率較高，并且三相交流電輸出的頻率以及電壓等參數(shù)均可靈活調(diào)節(jié)，可以應(yīng)用到需要小功率三相變頻電源的場合。
關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；MOS驅(qū)動；全橋電路；隔離控制

在實驗室中或者在家庭的某些特殊場合經(jīng)常會用到三相交流電源，而如果室內(nèi)配電沒有三相電源，那么就會給我們的實驗或者生活帶來很大的麻煩，針對此問題，本文提出了一種簡單并且易于實現(xiàn)的三相逆變電路，可以輸出三相變流電，并且具有輸出電壓以及輸出頻率等參數(shù)可以靈活調(diào)節(jié)的特點。

1 設(shè)計原理
傳統(tǒng)的方式是用晶體管和變壓器購成自激振蕩電路，再通過變壓器的次及輸出。以這種方式實現(xiàn)的電路由于晶體管工作在線性狀態(tài)，所以通常效率較低。本文將介紹一種數(shù)字方式實現(xiàn)的逆變電源，相比傳統(tǒng)的方式效率有很大的提高，而且應(yīng)用中也更加的靈活方便，電路工作過程中也更加的穩(wěn)定可靠。總體的設(shè)計思路如圖1所示。

即直流供電電壓取要輸出交流電壓的峰值，在重負載的情況下可能取值還更大一點。
基于上述的理論，要實現(xiàn)設(shè)計主要的工作就是SPWM信號的產(chǎn)生以及功率輸出級的設(shè)計。

2 電路的實現(xiàn)
2．1 SPWM信號的產(chǎn)生
首先，要產(chǎn)生三路SPWM信號，并且這三路信號要彼此有120°的相位差。這部分可以用FPGA或者MCU編程實現(xiàn)，用軟件來實現(xiàn)可以非常靈活地實現(xiàn)各種控制，為本設(shè)計實現(xiàn)輸出頻率可調(diào)節(jié)，調(diào)制的載波的頻率可調(diào)節(jié)提供了方便。
本設(shè)計采用單片機XC164S定時器硬件來產(chǎn)生精確的SPWM信號。定時器T12配置為循環(huán)模式，通過改變定時器的初始值，可以改變PWM的周期，從而可以控制電機的轉(zhuǎn)速。同時T12的三路通道比較模式可以裝入三路相位差為120°的比較值，同時每路的比較的輸出值設(shè)置成兩個不同的翻轉(zhuǎn)，這樣就可以控制上下兩個MOS管的導(dǎo)通，同時通過設(shè)置死區(qū)時間，可以使一個橋臂上兩只MOS管不同時導(dǎo)通，保護MOS管不被損壞。