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摘要：提出一種基于工頻變壓器的逆變電源設計方案。該控制電路采用U3988為控制器，輸出PWM波形來控制逆變電路功率管，同時U3988內部具有各種電路保護作用，可使逆變電源數字化，簡化電路;與無工頻變壓器逆變電路相比，該電路設計采用工頻變壓器起到隔離保護的作用，使電路具有系統(tǒng)可靠性功能。實驗結果表明，對于傳統(tǒng)逆變器，該設計方案不僅省去額外保護電路使電路結構簡單明了，還可以使系統(tǒng)從無法保障穩(wěn)定性到具有可靠穩(wěn)定性。
關鍵詞：逆變電源;U3988;工頻變壓器;隔離
隨著科技的不斷進步，逆變技術有更廣泛的發(fā)展。逆變電源的研究也有了進一步發(fā)展。目前，除了存在工頻逆變器，高頻逆變器也已經開始占領逆變電源的發(fā)展市場并有望取代工頻逆變器。雖然高頻逆變器彌補了工頻逆變器體積大、頻率低、功效低等系列缺點，但是仍無法完全取代工頻逆變器的作用。與高頻逆變器相比，工頻逆變器具有其特有優(yōu)勢。這里提出了一種基于工頻變壓器的獨立逆變電源設計方案。
1.逆變電源結構設計
圖1為基于脈寬調制(PWM)技術的逆變電源結構框圖。整個電路選擇低壓直流輸入經全橋逆變電路逆變得到交流電壓，經工頻升壓電路升壓達到額定峰值，然后經濾波電路輸出滿足要求的交流電壓，一般要求輸出220V/50Hz交流。 
2.逆變電源硬件電路設計
2.1 PWM技術
PWM控制技術的理論基礎是沖量定理，利用正弦波作為調制波施加在載波輸出幅值相等、脈寬按正弦波變化的雙極性脈寬調制波(SPWM)，將此方波信號加在逆變橋逆變功率管控制起開通關斷，最終得到接近理想的交流輸出波形。該技術使得硬件電路簡單，并提高輸出波形效率。圖2是采用U3988器件控制逆變橋的接線圖及SPWM波形，其中0UTA、0UTB是正弦波SPWM脈沖序列的輸出引腳，這2個引腳輸出的信號一般要通過死控制電路才送到逆變橋。 
2.2 工頻變壓器在逆變電路中的作用
工頻逆變電源輸入一般為低壓直流，采用全橋逆變電路，通過對場效應管的開關頻率作用控制輸出交流電壓。輸出的220V正弦波交流電壓的峰一峰值是620V，而一般的逆變電源輸入整流電壓為310V，為了使逆變器不失真輸出220V正弦波交流電壓，逆變器前面的直流電壓必須是680～870V。因為一般的逆變輸入電壓遠遠小于該值，所以必須加一個輸出變壓器將逆變器輸出電壓提升到額定峰值以上才可以使用，如圖3所示。
該電路采用全橋變換電路結構，這種變換器輸出不是1根火線和1根零線，而是2根火線，但一般在接負載時都要求有零線。如果沒有輸出隔離變壓器將l根火線硬性接零線，就會導致逆變電源不能正常工作。圖4為無輸出變壓器正半波時的電流流動方向。 
從圖4中看出，由于零線的接入，使負載電流經過負載后不經過整流管和逆變功率管，而是直接流回市電的零線輸入端，在這種情況下，圖中虛線框中的整流器和逆變功率管都未起作用。按照正常工作程序，負載電流應該流過兩個橋式電路的整流管和逆變功率管。圖5為有輸出變壓器正半波時的電流流動方向。當輸出端接入了隔離變壓器后就可以在變壓器的次級(負載輸入端)連接市電的零線，于是就構成可靠的供電系統(tǒng)。可見，隔離輸出變壓器對于逆變橋電路來說是一個重要的組成部分，使逆變電路具有可靠穩(wěn)定的特點。 
2.3保護電路
3.逆變電源電路的不足
通過以上分析，綜合介紹了工頻逆變電源的電路結構和特點。本設計電路中綜合了數字化器件的先進功能，以及工頻變壓器的隔離作用，達到了電路設汁簡單可靠的目的。
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