基于STM32單片機設計的正弦波逆變器300W輸出（原理圖、PCB圖、源代碼、設計說明）

基于STM32單片機設計的正弦波逆變器300W輸出（原理圖、PCB圖、源代碼、設計說明）

該系統(tǒng)為STM32單片機設計的正弦波逆變器，實現(xiàn)電池電壓轉(zhuǎn)220V交流輸出；

概要：

市電或其他的交流電可以通過二極管或可控硅的單向?qū)щ娦哉鞒?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1534453.html">直流電供給需要使用直流電的場合。

這種把交流電變換成直流電的過程我們叫做整流，也叫做順變。那么逆變呢？我們自然地就會想到，應該就是把直流電變換成交流電的過程。逆變電源就是相對于整流器而言通過半導體功率開關器件的開通和關斷把直流電變換成交流電的這么一個裝置。 逆變電源也叫做逆變器， 附件里分單元地講一下逆變器主要的單元電路。

主要內(nèi)容為：

一．電池輸入電路

二．輔助電源電路

1. 12V 電池輸入的輔助電源電路
2. 24V-48V電池輸入的輔助電源電路
3. 多路隔離輔助電源電路

三．高頻逆變器前級電路的設計

1. 閉環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設計
2. 準開環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設計

四．高頻逆變器后級電路的設計

1. 米勒電容對高壓 MOS 管安全的影響及其解決辦法
2. IR2110應用中需要注意的問題
3. 正弦波逆變器 LC 濾波器的參數(shù)

五．逆變器的部分保護電路

1. 防反接保護電路
2. 電池欠壓保護
3. 逆變器的過流短路保護電路的設計
4. IGBT 的驅(qū)動和短路保護

制作了這一款純正弦波逆變器。設計功率在300W。從DC升壓到SPWM產(chǎn)生正弦波，均采用stm32c8t6（STM32C8T6數(shù)據(jù)手冊）作為主控芯片，并同時提供高壓，低壓，過功率，和短路保護功能?，F(xiàn)開源。希望和喜歡做逆變的朋友交流，共同提高。

一．電池輸入電路

逆變器大多用在車載上，利用汽車上的蓄電池和發(fā)電機組成的低壓直流供電系統(tǒng)供電。這個系統(tǒng)上往往還給其他的用電器供電，所以有必要在逆變器的輸入端設計一個輸入電路保證能濾除大部分來自直流供電系統(tǒng)的紋波和干擾，同時也濾除逆變器對直流供電系統(tǒng)上其他用電器的干擾。輸入電路一般由LC構成，如上圖所示：

輸入電路設計中需要注意的是L要能過足夠的電流不會飽和和過熱。LC的參數(shù)還要能起到濾波效果。在實際的電路中也往往在節(jié)省成本或要求不高時省去L.

二．輔助電源電路。

逆變器除了功率變換回路外，還包含了小信號部分的供電，例如PWM信號芯片的12V供電，運放的單電源或雙電源供電，單片機的5V或3.3V供電等。對上述電路提供一個穩(wěn)定的純凈的電源供電在逆變器中也顯得很重要。

1.12V電池輸入的輔助電源電路

對于12V電池供電的逆變器，一般經(jīng)過一級RC濾波給PWM芯片如TL494,SG3525等供電即可。需要注意的是R的壓降控制在0.5V-1V比較合適，因為一般PWM芯片最低工作電壓在8V左右，為了使電池在10V電壓時還能工作，R上的壓降不能過大。還有PWM芯片供電電壓過低容易引起不工作或?qū)β?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/MOS%E7%AE%A1/">MOS管驅(qū)動不足。

在要求比較高的情況下可以先把10-15V的電池電壓升壓到15V,再用L7812降壓到穩(wěn)定的12V給PWM芯片供電，電路如下：

上圖中BT為來自12V電池，電壓變動范圍為10-15V.采用了MC34063單片DCDC芯片比較簡單經(jīng)濟地實現(xiàn)了上述功能。

2.24V-48V電池輸入的輔助電源電路

在輸入24V以上的逆變器中，要是用L7812,LM317之類的線性降壓會造成比較大的發(fā)熱損耗，因此本人設計了一個自激開關式降壓電路，現(xiàn)在介紹給大家：在這個電路中，BT輸入電壓范圍可以達到15-60V,而輸出穩(wěn)定在12V.Q6也可以用P型的MOS管。

下面來講一下這個電路的工作原理，電路起動的瞬間，電源通過R13提供Q6足夠大的基極電流，Q6飽和導通，其集電極電流一部分通過L1給C15充電供給負載，一部分儲存在L1里。當C15兩端的電壓超過15V時Q7導通，Q5也導通導致Q6的基極電位上升，電流減小，C11的上端的電位下降，由于C11兩端的電壓不能突變，Q5基極的電位繼續(xù)迅速下降，Q6的基極電位迅速上升直到快速關斷，Q6關斷后L1的儲能通過續(xù)流二極管D2釋放給C15和負載，然后開始下一個周期的循環(huán)。

3.多路隔離輔助電源電路

對于需要一路或多路隔離輔助電源供電的時候，一般采用反激式開關電源供電比較好實現(xiàn)

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