风力发电逆变电源的毕业设计

1毕业论文题目：

风力发电逆变装的设计学学

生：号：院（）：专

业：

电气工程及其自动指导教师：21绪论1.1风力发的特点和发概况1.1.1风力发电特点随着世界经济的不发展，世界各国能源的需求越来大。常规能源以煤、油、天然气为主，仅资源有限，而造成了严重的环污染。因此，能源问己成为当今人类生存和展所要解决的紧问题，所以可再能源成为了人们关注焦点，风能正是这样一种污染的可再生能，其在地球上的源量是相当丰富的，开发利用量也很可观，此对它的开发利己受到世界各国高度重视。但是同时能作为一种自然资源，速、风向都是不定的，风能蕴含丰富地区多较为偏僻这就要求风力发电机组应高温高寒高湿雾大风沙等恶劣境，并且机组多无人守，这些因素对风力发机组电气控制系的可靠性和环境应性都提出了十分严的要求。单机电气控制统技术主要包括心控制技术、偏控制技术、软并网技和无功补偿技术等，这要求系统具有很的可靠性能。可说风力发电是机遇和战并存的能源技术。1.1.2风力发电发展概况（1）外发展状：风力发电在欧洲发最快，德国的风发展处于领先地，在近期德国制定的电发展长远规划中出，到2025年风电实现占电力总容的25%，到2050实现占总用量的50%的标。另外，丹麦风能发电已经可满足18%的用电求，法国也在制定风能发电长远发展规划。时亚洲的风电也持较快的发展势头。中印度政府积极推动风发展，积极鼓励型企业进行投资展风电，并保持实施惠政策激励风能制造基，目前印度已经为世界第5大风生产国。据欧洲风能会和绿色和平组织签署“关于2020年风电到世界电力总量12%的蓝图”报告，2020年全球风力发电装将达到12.31亿瓦，是2002年世风电装机容量的38.4倍，年安装量达1.5亿千，风力发电量将全球发电总量的12%（2）内发展状：我国是世界上风力源较为丰富的国之一，全国可开利用的风能约2.5千瓦。有沿海(山东、浙、福建、广东)和北至西北(包括内古、新疆、甘肃)大风带，风的质量很好，为发风力发电提供基础环境和条件因此我国也在大力提风力发电。我国从70代开始进行并网风力电的尝试。早期山东，新疆等地引国外风力发电机组开始国风电场的运行验与示范。1997在国家有关优惠策和国家油泵马达变速机构控油泵马达变速机构控制系统油泵油泵油泵风速测量3计委“成风计划”推动下，年总装容量跃至10.88万千。总的来说我国能并网发电已经走过了30年程，但是跟国外比，我国装机容仍然偏低，并且从备制造水平来说还未走“试验”阶段，是同时也看出我风电潜力巨大。随着风电技术的日完善，已经形成种富有活力的新产业，并向产业化、备大型化、设备实化、取能高度化成本低廉化和开多元化等方向发展。1.2风力发的原理因为风力发电没有料问题，也不会生辐射或空气污即其无污染性，风力电正在世界上形成股热潮。风力发的原理比较简单类似于水利发电，风发电就是利用风力带动车叶片旋转，再过增速机将旋转速度提升，来促使发机发电。依据目前的风技术，大约是每三公尺的微风速（微风的程度），便以开始发电。风机发出电因为质量不高以直接应用，所要实现利用就必须要发出的电能进行变换，足并网要求，这就需要我们设计个可靠的整流逆变系和控制系统来对其进行换和控制，使其足条件。以下是力发电的系统原理图变浆机构变压器

电网发电机组励磁机组图1-1风力发电系统原理图1.3

逆变电源的现状1.3.1现代逆变术的分类逆变电源是光伏发系统中的重要组部分，逆变电源性质决定了光伏发电[3,4][3,4]4统输出电能的质量随着逆变电源的型的增多和控制术的不断发展，使得伏发电系统可以应用到国民生产和日常活相关的各个领。现代的逆变技术种很多，可以按照同的形式进行分，主要有如下几种（1）按照逆变器出交流的频率，可以为工频逆变、中逆变和高频逆变。频变换逆变电源使采用频变压器实现输输出之间的电气离。这种逆变器结构单、工作可靠，但这种变器体积大，笨、噪声大，效率面也有待提高。随着电源性能要求的日益提，传统的工频变逆变电源逐渐难适应轻量化、高功率度、高可靠性的要求。频变换是采用高变换技术，它的点是体积小、重量轻噪音小、效率高。日前光伏发电系统多用高频变换方式在国内外的中小交流伏系统中得到了普遍应。按逆变器输出的相，可分为单相逆、三相逆变和多逆变。按逆变器的主电路式，可分为单端、推挽式、半桥和全桥式逆变。（4）按照逆变器开关器件的类型，可为晶闸管逆变器晶体管逆变器、场应管逆变器、IGBT逆变器。按照输出的稳定参，可分为电压型变器和电流型逆器。按控制方式，可分移项控制方式和PWM制方式。移项控的原理是，全桥换电路每一个桥臂两个开关互补导，两个桥臂的开导通之间相差一个相，通过调节此移相角的小，来调节输出压脉冲的宽度，到调节输出电压的目。利用单极性移相控制术，控制高频脉环节逆变器，根据软开关的工作理，控制各管的通时刻与导通时，使之工作在零电压关与关断模式，可大大降低器件的关损耗以及电磁扰噪声。PWM控制采用脉宽制控制方式，它优点是控制灵活，实简单。可以根据体的实现要求，产生应的控制波形。于谐波抑制、死控制、调节输出电压多种方面都十分有利。年来，结合DSP单片机技术，通编程算法可以满足各控制策略的要求，大大高了PWM控制在变电源控制方面应用效率。1.3.2逆变电源形控制技术光伏逆变器的性能大程度上决定了个光伏发电系统性能和效率，随着光发电系统的应用越越广，人们对光逆变器输出电压质量要求也越来越高不仅要求逆变器的输出压稳定以及工作靠，而且要求其出电压正弦度高，动响应速度快。所以光伏变器的控制技术得到了不断的发。(1)开环控制开环控制是根据面等效的原理，用弦信号波和三角波进行比较获得SPWM波，从而决定功率件的开关时刻。着单片机等数字件的发展，逆变器的环控制逐渐采用了数字法，从而出现了种新型的SPWM调技术，如载波调PWM、谐5波注入PWM以及最PWM等。新型的PWM制方法虽然可以一定程度上改善伏逆变器的输出电压质，减少波形畸变但开环控制不可免的具有很大的局限:输出波形质量差，谐波畸变率高。系统动态响应速度。(2)模拟闭环控制闭环控制的引入克了开环控制的局性，提高了系统输出电能质量。PI控以形式简单、参数于设计、理论成为特点，成为当应用最为广泛的控制法。空载的逆变器模型似于一阶振荡环，积分器的作用增加相位滞后;为保证系统的稳定，控制器的例P必须加以限，控制系统的动性能一般，系统对于线性负载扰动的抑制效不好。由控制理可知，对于正弦令信号，PI控制能实现无静差跟随，输出电的稳态精度必然到影响，实际应中往往增加电压均值馈外环，将PI控制与环控制策略相结合，保证稳态精度。体实现方式包括电瞬时值反馈控制和电压流双闭环反馈控。采用电压瞬时值反或者电压瞬时值环、电压有效值环的控制策略。它的点是只使用了一个压传感器，缺点系统动态响应特不好，同时为了保证统的稳定性，电压瞬时环不能做的太快从而导致了跟踪性不是很好，波形质欠佳。改善动态响应的方之一就是采用电反馈控制策略。电压环与电流环配合用达到调节输出电压和偿电流特性的目。由于电流内环系统特性的改造，系稳定性得到加强。双闭控制同时具备优的动、静态特性是一种理想的波形控方案。但它也存在不足，果存在非线性负扰动，为消除干，电流内环需要很快速度，所以只能采用模拟路实现，数字电难以达到:如果内电流环采用滞环较形式，由于滞环比较的非性特性，对于系的稳定性有一定响;为了更好的抑负载的扰动，滞环的宽度越越好，但这会使关频率急剧升高因此，这种形式的控器对于非线性扰动的抑能力有一定限制1.4课题的义及内容随着工业和科学技的发展，包括市电源在内的所有始电能质量可能满足了用户的要求，而代逆变技术作为力电子技术中的个重要组成部分，在高电能质量方面有着重的作用。能源开，资源利用与环保护相互协调是21世纪世界经济发展的基础。省能源与开发新源，提高燃料的用率与减少燃料燃烧生的污染已成为必须解的重要课题。风作为一种清洁的再生能源，其蕴量巨，分布面广，越来越受世界各国的重视风力发电机因风不稳定，必须经过整和逆变把它变成稳定的频交流电才能大应用。此外，在流电源领域，UPS变频器等中逆变器也都有广泛的应用前景另外，通过对此课的研究设计，可进一步的加深对逆变器的识，将大学四年学知识融汇，深，接近工程实际，提自己驱动电路DC/DC电路整流检测电驱动电路DC/DC电路整流检测电路逆变电路变压电路过电流保护电压欠电压保护电压故障报警电路过电压保护电压SPWM波产生电路6分析解决问题的能，对于以后的走工作岗位是一个好的准备。本次设计的主要工是研究逆变电源原理，根据设计求选择适于风力发电逆变电源的逆变方，然后设计其主路和驱动电路的数以使其能跟随输入源进行调整以满足市电网的要求。2风能电源逆装置方案选2.1总体方案该设计主要包括两类电路，一是主路，另一个是，测保护电路。主电路要包括：SPWM波产生路,驱动电路,DC/DC电路,逆变电等；检测保护电主要包括：欠电压保护电、过电压保护电、过电流保护电等。其总体框图如图2-1所示：图3-1总体框图2.2单元电路的简介绍SPWM波的产生：主要用EG8010;（1）驱动电路:主采用逆变电源芯IR2110；（2）DC/DC电路：主采用模块集成电；（3）逆变电路：要采用全桥逆变电路（4）整流滤波电：主要采用半波整流LC滤波；（5）欠电压保护采用比较器LM358过电压保护：采用较器LM358；故障报警电路：采三级管及发光二管等。3PWM波形工原理3.1PWM波形的本原理7在采样控制理论中一个重要的结论:冲相等而形状不同窄脉冲加在具有惯的环节上时，其效基本相同。冲量指窄脉冲的面积这里所说的效果基本同，指环节的输出响应形基本相同。如把各输出波形用式变换分析，则低频段特性非常近，仅在高频段略有异。例如图3-1所的三个窄脉冲形不同，图3-1a为形脉冲，图3-1b为角形脉冲，图3-1c为弦半波脉冲，但它们面积(即冲量)都于1，那么，当他分别加在具有惯性的同个环节上时，其出响应基本相同脉冲越窄，其输出的异越小。当窄脉冲变为2-1d的单位脉冲函δ(t)时，环节的应即为该环节的冲过渡函数。a)矩形脉冲b)三角波脉冲c)正弦波脉冲d)单位脉冲函数图3-1冲量相同的脉冲上述结论是PWM控的重要理论基础下面分析如何用系列等幅而不等宽的冲代替一个正弦半，把图3-2a所示的弦半波波形分成N等，就可把正弦半看成由N个彼此相连脉冲所组成的波。这些脉冲宽度等，但幅值不等，且冲顶部不是水平直线，是曲线，各脉冲幅值按正弦规律化。如果把上述脉冲列用同样数量的等幅而等宽的矩形脉冲列代替，使矩形冲的中点和相应正弦分的中点重合，且使矩脉冲和相应正弦分面积(冲量)相，就得到图3-2b示的脉冲序列。这就是PWM形。可以看出，脉冲的宽度是按弦规律变化的。根据量相等效果相同的原理PWM波形和正弦波是等效的。对于正波的负半周，也以用同样的方法得到PWM形。像这种脉冲宽度按正弦规律化而和正弦波等效的PWM波形，也称为SPWM(SinusoidalPWM)波形在PWM波形中，脉冲的幅值是相的，要改变等效输出正弦的幅值时，只要照同一比例系数变上述脉冲的宽度即。8图3-2

用PWM波代替正弦波较为实用的方法是用调制的方法，把所希望的波形为调制信号，把接受制的信号作为载波通过对载波的调得到所期望的PWM波。通常采用等腰角形作为载波，因为等三角形上下宽度高度成线性关系左右对称，当它与任一个平缓变化的调制信波形相交时，如交点时刻控制电中开关器件的通断，可以得到宽度正比于信波幅值的脉冲，正好符合PWM控的要求。当调制信号为正弦波时，所得到的是SPWM波形。一般据三角波载波在个周期内方向的变，又可以分为两种情况三角波载波在半周期内的方向只一个方向变化，所得的PWM波形也只在一个方变化的控制方式为单极性PWM控方式，如果三角波载在半个周期内的方向是正负两个方向变的，所得到的PWM波也是在两个方向化的，这时称为双极性PWM制方式。3.2SPWM波的成与原理分析3.2.1自然采样法成SPWM波自然法生成SPWM又称模拟电路法生成SPWM波，通常用模比较器比较生成SPWM波，如果用信号弦波作为比较器同相端输入信号，角载波作为比较的反相端输入信号，便现了自然法生成SPWM波如图3-3所示，较器输出经死区成电路即可生成带死的SPWM波。这种方是所有生成SPWM方法中最精确的种，其它方法都是与它似等效，存在一的等效误差。图3-3自然采样法生成SPWM波3.2.2规则采样法成SPWM波9规则采样法是从自采样法演变而来，它由经过采样正弦波(实际上是梯波)与三角波相交，由交得出脉冲宽度。种方法只在三角的顶点或底点位置对弦波采样而形成阶梯波其原理如图3-4示:图3-4规则采样法生成SPWM波3.2.3PWM型逆变路的控制方式（1）单极性SPWM制与双极性SPWM控a)单极性SPWM控三角波载波在半个期内的方向只在个方向变化，所到的SPWM波形只在一个方向变化的控方式成为单极性S控制方，如图3-5所示。中的ur为正弦调制波，uc为三角形载波。载u在u的正半周正极性的三角波在u的负半周为负极性的三角波。过ur和uc的比较，获取SPWM

控制信号来控制图-6主电路中开关元件的导通或关，IGBT

的通/断发生在r和uc的交点时刻。从而主电路的输出端获得SPWM

输出电压uo。在r的正半周期间给T1始终施开通控制信号，使始终保持导通状态使T2、T3始终持关断状态，只控制T。当ur>uc时，控制T4导通，此时输出电压uo为+Ud；ur＜uc时，控制T4关，则负载电流通D3续流输出电压o为0V。10图3-5单极性PWM控制原理在u的负半周使T3保持始受控导通状态，T1、T4直保持关断，只控制2。当ur＜uc时，控制T2导，输出电压uo为d；在u＞c时，使T2关断，则载电流通过D4续流，输出电压uo为0V。这种调制方式中，调制波ur的正、负半个期内，三角形载只在一个方向变化，输出电压也只一个方向变化。出电压波形如图3-5所示输出的电压有d、0V、d三种电压值。其中的1为基波分的波形，与正弦制电压ur的形状相同。图中的虚线1表示u中的基波量。像这种在r的半个周期内三角载波只在单一的正极性或负极性范内变化，所得到SPWM波形也只在个极性范围变化控制方式称为单极性SPWM控制方式。b)双极性SPWM控和单极性SPWM控制方式相对应的是双极性控方式，如果三角波载在半个周期内的方向是在正两个方向变化的所得到的SPWM形也是在两个方向化的，这时就成为双极性SPWM控制方式，如图3-6所示。其控制输出波形如图3-6示。其中ur为正弦调制波u为三角形载波。但c的波形与单极性时有显的不同，在ur的半个周期，三角波载波不是单极性的，而是有有负的双极性三角波双极性调制方式在r的正、负半周控规律相同。当rc时，同时给T1和T4通信号，给T2和T3关断号，此时若0，则T1和T4导通，i0则Dl和D4导通，两种情况下输出电均为d；当urc时，给T2T3导通信号，给和T4关断11信号，若此时0则T2和T3导通，i0，则D2和D3导通，两情况下输出电压u均为d。可见，在u的一个周期内，输出的PWM波只有d两种电平，而不再出现单极性控制时零电平状态。主路的输出电压uo波形如图3-6示，其幅值只有d、d两种。u1为输出基波波形，形状正弦调制波相同从以上的分析可见，单相桥式电路可采取单极性调，也可采用双极调制。当对开关器件/断控制的规律不同时，们的输出PWM波形也会出现较大差别。图3-6双极性SPWM控制原理(2)同步调制与异调制在PWM逆变电路中载波频率fc与调制号频率fr之比N=fc/fr。根据载和调制信号是否同步载波比的变化情，PWM逆变电路可以异步调制和同步制两种控制方式。a)异步调制载波信号和调制信不保持同步关系调制方式称为异方式。在异步调制方中，调制信号频率fr变化时，通常保载波频率fc。固不变，因而载波比是变化的。这样，在调信号的半个周期，输出脉冲的个不固定，脉冲相位也固定，正负半周期的脉冲对称，同时，半期内前后1/4周的脉冲也不对称。当制信号频率较低时，载比N较大，半周内的脉冲数较多正负半周期脉冲不对和半12周期内前后1/4周脉冲不对称的影都较小，输出波接近正弦波。当调制号频率增高时，载波比就减小，半周期的脉冲数减少，出脉冲的不对称性影就变大，还会出现脉冲跳动，同时输出形和正弦波之间差异就变大，电路输特性变坏。因此，在采异步调制方式时希望尽量提高载频率，以使在调制信频率较高时仍能保持较的载波比，改善出特性。b)同步调制载波比N等于常数并在变频时使载信号和调制信号持同步的调制方式称同步调制。在基本步调制方式中，制信号频率变化载波比N不变。调制号半个周期内输出的脉数是固定的，脉相位也是固定的4电源逆变装置主电路的设4.1主电路的组成该电源逆变装置的电路主要包括：SPWM波产生、驱动电路DC/DC电路、逆变电路、整流滤波路等。4.1.1驱动电路方案一：概述：采用达林顿驱动；优点：达林顿管有动能力强、电路构简单、价格相便宜等优点；缺点：在驱动全桥连接的MOS管时至少需要3个独电源，电源种类繁多方案二：概述：采用集成芯IR2110驱动；优点：IR2110芯片具体积小、驱动能强、控制方便、电利用效率高等优点，尤其是采用R2110芯能够大大减少驱电源的个数（仅需个分简化驱动电路的设计。方案的选择：经比，驱动电路的设应选择方案二。4.1.2DC/DC电路由于驱动电路及逆电路的电压不同因此需要DC/DC路以对电路起到保护用。选用DC/DC及芯片78L05，通此使其输出不同压。其中“78”指输正电压，“05”指5伏。4.1.3逆变电路13方案一：概述：半桥式。采两个MOS管IRF460两个电解电容、两大电阻等元件组成半桥式主电路，路控制信号分别G1和G2端；优点：降低设计成，简化电路；缺点：输出电压峰较低，且输出电较小，同时，电的加入，增加了系统的无功功率，电也会消耗一部分率。方案二：a）概述：全桥式。采用四个MOS管IRF460组成桥式主电路，四控制信号分别接G1和G2端、G3和G4端；其中，左半的两路控制信号相，右半桥的两控制信号也反相。优点：采用此方案可使电路结构清晰输出有效值增加（半桥式的2倍输出电流较大，且路的功耗较小。方案选择：经比较应选择方案二（桥式逆变电路）4.1.4整流滤波电为了简化电路结构滤波电路采用简电路，通常采用滤波电路设计有如下两种设计方案：方案一：RC滤波电路采用RC滤波电路可以简化电路结，能够滤掉绝大部分无关的杂波得到比较准确的出电压波形，然由于电容的加入，增了系统的无功功率，阻还会消耗一部功率，且输出电的相位有一定的偏移这使得相位难于控制故不采用此方案方案二：LC滤波电路采用LC滤波电路一方面可以大大化电路结构，实现滤波功能；另方面，通过电感和电容C适当匹，可以使得输出电压位和输入电压相位一，方便电压相位控制；此外LC的理搭配还可以降无功功率，抑制电压和电的脉动，故采用方案。其中，整流电路采半波整流。4.2SPWM波的生设计4.2.1EG8010的简单绍对于该SPWM波产单元电路，采用芯片EG8010.图4-2所示14引脚26：VCC引脚3,12：GND

图4-1EG8010芯片管脚图芯片的+5V工作电端芯片的地端引脚1：DT1引脚2：DT0DT1,DT0是设置PWM出上、下MOS死区时间：“00是300nS死区时间；“01”是500nS死时间；“10”是1.0uS死区时间；“11”1.5uS死区时间引脚4：RXD引脚5：TXD

串口通讯数据接收串口通讯数据发送引脚6：SPWMENSPWM输出使能端“1”是启动SPWM输，“0”是关闭SPWM出引脚7：FANCTR引脚8：LEDOUT

外接风扇控制，当TFB引检测到温度高于45℃，输出高电平“1”使风扇运行运行后温度低于40℃，输出低电平“”使风扇停止工作外接LED报警输，当故障发生时输出电平“0”点亮LED常：长亮过流：闪烁2下灭2秒，一直循过压：闪烁3下灭2秒，一直循欠压：闪烁4下灭2秒，一直循过温：闪烁5下灭2秒，一直循引脚9：PWMTYPPWM输出类型选“0”是正极性PWM型输出，应用于高平有效驱动IR2110等驱动器件，即引脚SPWMOUT为高平打开功率MOS管15“1”是负极性PWM型输出，应用于低平有效驱动TLP250内部二极管阴极等光器件，即引脚SPWMOUT低电平打开功率MOS管应用设计时可参考型应用电路图，据驱动器件合理置该引脚状态，否则不一致况会导致上、下率MOS管同时导现象引脚10：OSC112M晶体振荡器引1引脚11：OSC212M晶体振荡器引2引脚13：VFB引脚14：IFB引脚15：TFB

正弦波输出电压反输入端负载电流反馈输入温度反馈输入端引脚16：FRQADJ/VFB2

功能复用脚，调频式时（单极性调）作为调频电压0-5V输入，双极性制时作为右桥臂出电压反馈输入引脚17：VREF

芯片内部基准电源入引脚18：FRQSEL0FRQSEL1（引脚19），FRQSEL0（引脚18）设置频率模式，“00”是输出50Hz频；“01”是输出0Hz频率；“10是输出频率范

围0-100Hz由FRQADJ引调节；“11”是引脚19：FRQSEL1引脚20：MODSEL引脚21：SST引脚22，23：NC引脚24：LCDCLK引脚25：LCDDI

出频率范围0-400HzFRQADJ引脚节单极性、双极性调方式选择：“0是单极性调制方；“1”是双极性调制方式软启动功能使能输端：“0”是不支持启动功能；“1”支持软启动功能，软启时间为3S空脚串口12832液晶示模块时钟输出端串口12832液晶示模块指令、数据输端引脚27：SPWMOUT1右臂上管SPWM输，单极性调制时脚作为右桥臂上管基波输出，双极性调制作为SPWM调制出引脚28：SPWMOUT2右臂下管SPWM输，单极性调制时脚作为右桥臂下管基波输出，双极性调制作为SPWM调制出引脚29：SPWMOUT3左臂上管SPWM输，单极性和双极调制时该脚都作为桥臂SPWM调制输出引脚30：SPWMOUT4左臂下管SPWM输，单极性和双极调制时该脚都作为桥臂SPWM调制输出引脚31：LCDEN引脚32：VVVF

串口12832液晶示模块使能端输出变频、变压功能使脚：“0”是变频不压模式；“1”是频变16压模式，应用于变器及电机控制4.3驱动电路的设4.3.1IR2110的简单绍芯片IR2110，兼有光隔离和电磁隔离优点，是中小功率换装置中驱动器的首选。（1）IR2110的引说明：LO（引脚1）：低端出；Nc（引脚8

空端；COM（引脚2）：公共；VDD（引脚9：逻辑电源电压Vcc（引脚3）：低端定电源电压；HIN（引脚10：逻辑高端输入Nc（引脚4）：空端；SD（引脚11：关断；Vs（引脚5）：高端置电源偏移电压LIN（引脚12：逻辑低端输入VB(引脚6)：高浮置电源电压；Vss（引脚13：逻辑电路地电位；HO（引脚7）：高端出；Nc（引脚14：空端。（2）IR2110的特：具有独立的低端和端输入通道。悬浮电源采用自举路，其高端工作压可达500V。输出的电源端（脚）的电压范围为10—20V。逻辑电源的输入范（脚9）5—15V可方便的与TTL，CMOS电相匹配，而且逻辑电源地和功电源地之间允许V的偏移量。工作频率高，可达500KHz。开通、关断延迟小分别为120ns和94ns。图腾柱输出峰值电2A。IR2110内部功能由三分组成：逻辑输；电平平移及输出护。如上所述IR2110的特点，可以装置的设计带来多方便。尤其是高悬浮自举电源的计，可以大大减少驱动源的数目，即一电源即可实现对下端的控制。4.3.2驱动电路IR2110芯片具有体积、驱动能力强、制方便、电能利用率高等优点，尤是采用R2110芯片够大大减少驱动源的个数（仅需1个分简化驱动电的设计。17图4-2驱动电路图4.4DC/DC电路设计由于驱动电路及逆电路的电压不同因此需要DC/DC路以对电路起到保护用。选用DC/DC及芯片78L05，通此使其输出不同压。其中“78”指输正电压，“05”指5伏。其路图如图4-3所：图4-3DC/DC电路4.5逆变电路设计4.5.1概述与整流相对应，把流电变成交流电为逆变。当交流接在电网上，即交流接有电源时，称为源逆变；当交流接在负载上时，为无源逆变。其中，桥逆变主要有：电压型电流型。本设计用电压型。4.5.2逆变电路wt3wtwt3wt53518采用单相全桥式。图4-4所示，采四个MOS管IRF460成全桥式主电路，路控制信号分别接G1G2端、G3和G4。该电路输出电较大，且电路的耗较小。图4-4

全桥式逆变电路4.6变压电路的设4.6.1概述经过逆变后出来为压交流，需要将进行变压，使其出为交流220V，50HZ。4.6.2器件的选择（1）变压器的选在全桥逆变电路中其输出交流电压幅值Um与Ud的系为Um=Ud(4-1)把幅值为Ud的矩波uo展开傅里叶级数得：u

o

U

d

11

(4-2)其中基波的幅值Uolm和基波的有效值Uolm

U

d

U

d

(4-3)

2U

d

U

d

(4-4)其变压器的匝数比：nu241nu24112u2220即，应选择初级匝为12，次级匝数110。

19（4-5)因此，应选择24V/220V的交变压器，该变压器现电压由24V交流电压变为220V交流电压。此交电压经过整流滤波电变成220V高压直电压。变压器T工作频率选为50Hz左。其初级匝数为12次级匝数为110。4.7整流滤波电路设计整流电路采用半波流；滤波电路采LC滤波电路。考虑到LC电路谐时滤波效果较好，根公式:f

（4-6）其中，f=50HZ,为较好地稳定电流，选mH，那么容易计算出电容值C考虑到电容型号在此选择C电解电容。其电路图如下4-5示：如图4-5整流滤波电路5保护电路的设计5.1保护电路的方设计输入欠过电压保护为了使输入电压小或者电压过大会对电路等造成损坏所以需要加入欠过保护电路；输出过电压保护：了减少输出电压大时对用户及整电路造成的损失，则加入输出过电压保电路；故障报警电路：当生以上故障时，PWM输出为零，同时行报警。5.1各种保护电路设计5.2.1欠电压的保的设计20（1）过电压保护路当采样主电路中的电池输入的电压于LM358的正向入端的电压时，其LM358输出低电平从而使发光二极发亮，输出低电平给EG8010，从而使PWM输零电平。同时启动障报警电路。注意：为了防止烧LM358，在其保电路之前应设置用电器分压的措施。其电路原理图如下5-2所示：图5-2输入过电压保护电路图（2）欠电压保护路当采样主电路中的电池输入的电压于LM358的反向入端的电压时，其LM358输出低电平，从而发光二极管发亮输出低电平给EG8010从而使PWM输出电平。同时启动故障报警路。注意：为了防止烧LM358，在其保电路之前应设置用电器分压的措施。其电路原理图如下5-3所示：SR&&SR&&21图5-3输入欠电压保护电路图5.2.2过电流保护设计（1）SR触发器的成及功能a)电路结构与符表示基本RS触发器是成门控触发器的基础一般有与非门和非门组成的两种，下介绍与非门组成基本RS触发器。用与非门组成的RS触器见图5-3。图S为置1输入端，R为置0输入端，都是低电平有效，QQ为输出端，一般以Q的状态作为触器的状态。S

1

QR

Q2图5-3与非门组成的SR触发器b)工作原理与真表①当R=0，S=1时，因R=0，G

2

门的输出端Q，G

1

门的两输入为1，此G

1

门的输出端Q。②

当R=1，S=0时，因S=0，G1门的输端Q，G2门的两输入1，因此G2门的输出端Q。③当R=1，S=1时，G1门和G2门的出端被它们的原来状锁定，故输出不。④当R=0，S=0时，则有Q。输入信号S=0，=0之后出现=1，R=1，nnnn22则输出状态不确定因此S=0，R=0的情况不能出现，使这种情况不出现，给该触发器加一个约束件SR=1。由以上分析可得到5-1所示真值表这里Q表示输入信号到来前Q状态，一般称为现态。同，也可用Q表示输入信号到来后Q状态，一般称为次。其真值表如下表5-1示：表5-1SR触发器真表RSnn0101101011nn0011（2）霍尔元件在过电流保护中，先将输出的电流行检测，采用霍传感器检测电流，霍传感器能够间接测流信号，当电流加时，霍尔元件端的电压就会上升，该信号经过整流、滤波，可以很方便的现过流保护。（3）过电流保护路当经霍尔元件、整、滤波后输出的压大于所设定的压（运算放大器的正输入端运算放大器输出低电平，使SR触发器的置数端有效，从而SR触发的Q输出低电平，从而使极管基极为低电，即三极管截止从而三极管集电极出高电平，使芯片IR2110的脚端SD(关断)为电平，从而达到保护目的。当经霍尔元件、整、滤波后输出的压小于所设定的压（运算放大器的正输入端运算放大器输出高电平，使SR触发器的复位端R及置端无效，从而SR触发器不动作，为来的初始状态，路正常工作。