在风电职业中，常常需求在户外对风机进行修补，这时有必要为各类修补东西和仪器进行供电。因而，规划一种便携式。低功耗。智能化的正弦逆变电源来为这些设备供电是十分必要的，可大大进步修补风机的功率。
本文正是依据这种状况下而规划的一种依据单片机的智能化正弦逆变电源。
1 正弦逆变电源的规划计划
本文所规划的逆变器是一种能够将DC 12V直流电转化成220V正弦沟通电压，并能够供应给一般电器运用的便携式电源转化器。现在，低压小功率逆变电源现已被广泛运用于工业和民用范畴。特别是在交通运输。户外测控作业。机电工程修补等无法直接运用市电之处，低压小功率逆变电源便成为必备的东西之一，它只需求具有一块功率满意的电池与它衔接，便能发生一般电器所需求的沟通电压。因为低压小功率逆变电源所在的作业环境，都是在荒郊户外或环境恶劣。搅扰多的当地，所以对它的规划要求就相对很高，因而它有必要具有体积小。重量轻。本钱低。牢靠性高。抗搅扰强。电气功用好等特色。
针对这些特色和要求，研讨一种简略有用的正弦波逆变电源，以贱价实惠而又简略的元器件组成电路来满意实践要求，定会遭到商场的遍及欢迎。当时，规划低功率逆变电源有多种计划，前期的规划计划是直接将直流电压用双开关管进行操控，在50Hz方波的效果下，发生220V的方波逆变电压。
但跟着用电设备对逆变电源功用的要求不断的进步，方波逆变电源在大都场合已被筛选，而正弦波逆变器的运用已成为必然趋势。现在，商场上低功率正弦波逆变电源的首要规划计划有3种。
1.1 一次逆变的正弦波逆变电源
该计划也是即将逆变的直流电压直接加到双开关管上，然后选用数十倍于50 Hz的正弦化脉冲宽度调制脉冲串对开关管直接进行驱动，之后对输出的电压实施“滑润”处理，然后取得类似于正弦波的接连改变的波形，这种办法的长处是电路一次逆变，高效而简略。但变压器过于粗笨，没办法满意体积小，重量轻的要求。
1.2 多重逆变的正弦波逆变电源
该计划是将驱动开关管的50Hz信号，分红若干相位不同而频率相同的驱动信号，别离驱动各自的开关管，使得各自的输出电压也错开必定的相位，然后再进行叠加处理，输出多阶梯的阶梯波再进行滤波就能输出所需的正弦波电压。此种计划电路较为杂乱，一旦有一组开关管失效，输出的波形就有很大的失真。
1.3 二次逆变的正弦波逆变电源
跟着高频开关管技能的日趋老练，逆变电源的电路规划趋向于先变压，后变频，即先将直流电压转为高频沟通电，再将高频沟通电转化为50 Hz的正弦沟通电源，其原理框图如图1所示。
因为开关管的价格低价，因而组成图1的单元电路性价比高，当时商场上以此种规划计划来出产低功率逆变电源的居多。
2 依据单片机操控的正弦波逆变电源
在以上罗列的三种逆变电源规划计划傍边，以二次逆变的正弦波逆变电源为佳。依照这种思路，前期的详细电路解决计划多选用PWM操控芯片如TL494，SG3524，SG3525A等，以固定的频率去操控DC/DC和DC/AC部分的开关管，并选用批改电路对输出的波形进行批改，以期到达正弦波的要求。但这种纯PWM芯片操控的电路，关于元件的老化。发热。遭到搅扰等状况无法主动加以批改，或许批改能力差，往往使得在实践的运用傍边常常出现电路毛病。跟着单片机技能的开展，规划人员不断想将单片机引进到正弦逆变电源的操控傍边，但关于高频部分的操控，低本钱的单片机完成不了这个功用，高本钱的单片机又会下降性价比，故本文提出了别的一种规划计划，便是选用低价的ATmega8单片机，合作TL494，IR2110和开关管，构成一个体积小，本钱低，操控能力强的正弦波逆变电源，其方框图如图2所示。
由图2可见，整个体系首要由ATmega8单片机进行操控，TL494和IR2110是否作业，全由单片机依据反应信号作出调整。高频开关管及驱动输出部分选用单相全桥逆变电路构成。详细作业原理是选用ATmega8单片机作为体系操控的中心，运用TL494能发生高频PWM信号的功用，经过单片机对其脉冲宽度进行操控并输出，以操控高频开关管组成的全相逆变电路，将低直流电压逆变成为高压方波，并经过整流滤波之后，送到驱动输出全桥逆变电路，由单片机操控IR2110输出工频驱动信号，操控输出驱动电路输出50 Hz，220 V的正弦沟通电压。
3 首要电路的详细规划
整个逆变体系的中心首要由单片机操控电路与检测电路。DC/DC改换电路。DC/AC输出电路组成。
3.1 DC/DC改换电路
如图3所示，由TL494组成了高频脉冲输出电路，该电路选用了功用优秀的脉宽调制操控器TL494集成块。该集成块内含+5V基准电源。差错扩大器，频率可变锯齿波振荡器。PWM比较器。触发器。输出操控电路。输出晶体管及死区时刻操控电路等。该集成块的第5~6脚别离外接了C1和R6组成了RC振荡电路，可促进TL494输出频率为100引脚对图中的DCDC端进行操控。经过操控第4脚的死区时刻操控端，可调理输出信号的占空比在0~49%之间改变，然后操控输出端Q1PWM~Q2PWM的输出，而P端。VCC端和VFB端则别离接纳来自负载，高频逆变输出电压。输入电压的反应信号，与TL494内部的电路组成过压。过载维护电路，构成逆变器的榜首级安全维护网。
如图4所示为高频电压逆变电路，由4只IRF3205管构满意桥逆变电路，IRF3205选用先进的工艺技能制作，具有极低的导通阻抗，加上具有快速的转化速率和以坚固耐用着称的HEXFET规划，使得IRF3205成为极端高效牢靠的逆变管。从输入端Q1PWM，Q2PWM输入的高频脉冲串操控这4个管两两导通，对VIN输入的直流低压进行斩波，然后经升压变压器后，逆变成高频沟通方波，此刻流转的电流为磁化电流，所以选取Philips公司出产的BYV26C超快软康复二极管组成了全桥整流电路，该管子重复峰值电压为600 V，正导游通电流为1 A，其反向康复时刻30 ns，能够满意电路的参数需求，整流后的电压经滤波电路后输出直流电压260 V，送往DC/AC逆变电路，别的260 VDC经降压处理后作为作为反应信号输入图3中的VFB端，作为高频逆变电压的反应信号。
3.2 DC/AC输出电路的规划
DC/AC改换输出电路选用全桥逆变单相输出，其驱动输入波形则由单片机输出信号驱动半桥驱动器IR2110 输出工频驱动信号，经过单片机编程可调理该输出驱动波形的D<50%,确保逆变的驱动方波有一起的死区时刻.如图5 所示，QA1~QA4 端别离接到单片机的PB1~PB4 引脚，由此引脚输出信号驱动两片IR2110,别离从PWM1~PWM4输出50 Hz的工频信号去驱动桥式逆变电路发生正弦波形。
IR2110 是IR 公司出产的大功率MOSFET 和IGBT专用驱动%&&&&&%，能够完成对MOSFET 和IGBT 的最优驱动，一起还具有快速完好的维护功用，因而它能够进步操控体系的牢靠性，削减电路的杂乱程度.如图6所示，HIN 和LIN 为逆变桥中同一桥臂上下两个功率MOS的驱动脉冲信号输入端.SD 为维护信号输入端，当该脚接高电平时，IR2110的输出信号全被封闭，其对应的输出端恒为低电平;而当该脚接低电平时，IR2110的输出信号跟从HIN和LIN而改变，因而，在本体系中，两片IR2110芯片的SD端一起接到单片机的PB0引脚，用于实时操控IR2110 是否处于维护状况.IR2110 的VB 和VS 之间的自举%&&&&&%较难挑选，因而直接供应了15 V恒压，使其能正常作业。
逆变正弦电压输出电路有两种调制方法，一种为单极性调制方法，其特色是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关，确保能够得到抱负的正弦输出电压，另两只功率管以较低的输出电压基波频率作业，然后在很大程度上减小了开关损耗，但又不是固定其间一个桥臂一向为低频(输出基频)，另一个桥臂一向为高频(载波频率)，而是每半个输出电压周期切换作业，即同一个桥臂在前半个周期作业在低频，而在后半周则作业在高频，这样能够使两个桥臂的功率管作业状况均衡，关于选用相同的功率管时，使其运用寿命均衡，对添加牢靠性有利.另一种为双极性调制方法，其特色是4个功率管都作业在较高频率(载波频率)，虽然能得到正弦输出电压波形，但其价值是发生了较大的开关损耗.如图6所示，本文的逆变输出电路选用了单极性调制方法，这样能够进步波形的滑润度，添加电路的牢靠性.图6 中的PWM1~PWM2 别离接纳来自图5 的输出驱动信号，驱动由4个具有500 V耐压值的IRF840开关管组成的桥式逆变电路，将260 VDC 逆变成220 V,50 Hz的沟通电，经LC 滤波后供应负载.图6中的IFB端和ACV端，别离和为电流和电压的采样，送到单片机的PC4和PC5引脚进行A/D转化，再由单片机将转化果用于功率核算和电路维护之用。
3.3 单片机电路及编程
本文选用的是Atmel 公司出产的ATmega8 单片机来进行操控的，它的作业电压规模宽，抗搅扰能力强，具有预取指令功用.这使得其理速度快，引脚输出电流大，驱动能力强，输出的脉冲信号无需扩大可直接驱动步进电机驱动模块，端口全内置上拉电阻，均可作为输入或输出，详细状况经过编程灵敏装备，依据以上长处，挑选ATmega8L单片机作为操控器，不仅可进步体系全体功用，也可简化外围电路。
本文首要将它运用于整个体系的信号驱动，温度检测，电扇操控，安全维护，数据显现等.ATmega8单片机别离收集来自体系电路的温度、电流、电压，并依据这三个参数的状况别离操控发动电扇散热，操控是否输出报警信号，操控SD 端和DCDC 端是否使体系处于维护状况，QA1~QA4则是输出50 Hz的驱动信号，详细的编程操控如图7所示.当体系发动后，单片机先查看体系的温度环境是否正常，不正常则发动报警，并提示犯错代码，假如正常则发动高频逆变电路作业，并检测260 VDC是否正常，不正常则报警，正常则发动正弦逆变电路作业，并一向检测输出的电压电流是否正常，正常则输出，不正常则报警。
4 结语
综上所述，依据ATmega8单片机操控的正弦波逆变电源的全体规划计划，可高效.快捷的为户外作业供应所需的沟通电源，该电路现在已试验成功并投入到实践的运用傍边.实践证明，本文规划出来的逆变电源具有体积小，重量轻，安稳牢靠的功用。
