摘要：為滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)純正弦波逆變器的要求，設(shè)計(jì)了一種以EG8010-SPWM為核心的逆變器。主電路采用升壓斬波電路和單相全橋逆變電路，降低了噪聲，提高了效率。控制電路采用EG8010-SPWM純正弦波逆變發(fā)生器芯片，簡(jiǎn)單可靠、易于調(diào)試。實(shí)驗(yàn)表明該逆變器輸出電源穩(wěn)定、安全、波形失真小，具有很好的應(yīng)用前景。

　　引言

　　普通逆變器一般包括方波逆變器和修正正弦波逆變，它們輸出的電能諧波含量大、帶負(fù)載能力差。本文介紹一種基于EG8010的戶(hù)用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器的設(shè)計(jì)。逆變器的額定功率為300W，額定的輸入電壓為直流24V，輸出為單向標(biāo)準(zhǔn)純正弦電壓220V±5%，頻率范圍50Hz±0.5%，具有過(guò)熱、過(guò)載保護(hù)和輸出過(guò)壓保護(hù)。

　　系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

　　戶(hù)用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)純正弦波逆變器主要由DC/DC轉(zhuǎn)換電路、DC/AC逆變電路、輸出電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源等構(gòu)成，同時(shí)系統(tǒng)中還要對(duì)輸出的電流和系統(tǒng)的溫度進(jìn)行反饋，監(jiān)控過(guò)壓、過(guò)流、欠壓和過(guò)溫情況，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　工作原理敘述下：24V的直流電源通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換電路調(diào)制成所需要的高頻直流電壓和電流，為后面的逆變提供足夠的功率。利用EG8010-SPWM純正弦波逆變器控制芯片電路產(chǎn)生的SPWM信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制功率器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，配合逆變電路，完成逆變過(guò)程，將直流電轉(zhuǎn)化為220V/50Hz純正弦波交流電。保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)過(guò)壓欠壓保護(hù)、過(guò)流和短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等。輔助電源是將逆變器的輸入電壓變換成控制電路和驅(qū)動(dòng)電路工作的直流電壓。

　　主電路設(shè)計(jì)

　　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)逆變器的主電路(如圖1所示)包括DC/DC變換電路、AC/DC逆變電路、LC濾波電路等，其中逆變電路是整個(gè)主電路的核心。DC/DC變換電路的功能一方面調(diào)節(jié)輸出直流電壓使之與后級(jí)的逆變電路輸入相匹配，來(lái)減輕逆變電路的控制負(fù)擔(dān);另一方面完成有源功率因數(shù)校正，提高逆變器的輸入功率因數(shù)并抑止輸入電流的高次諧波，本文直流變換電路采用升壓斬波電路。逆變電路為單相全橋逆變電路，當(dāng)輸出交流側(cè)接感性負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，因此在每個(gè)功率管的集電極與發(fā)射極間并聯(lián)了快恢復(fù)二極管，以便為無(wú)功功率提供通道。由于逆變器存在死區(qū)時(shí)間，若不合適會(huì)造成上下橋臂通路短路、輸出負(fù)載端短路，因此需要在逆變橋前串一個(gè)熔斷器，以起保護(hù)作用 。　

 

　　直流變換電路

　　由于風(fēng)力發(fā)電最大功率點(diǎn)電壓低于交流側(cè)的峰值電壓，因而采用Boost DC/DC升壓變換器使蓄電池的配置比較靈活，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)寬范圍電壓輸入，也增大了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能。Boost DC/DC升壓變換器由開(kāi)關(guān)管V，續(xù)流二極管D，電感L，電容C組成，完成將蓄電池輸出的直流電壓升壓到300V以上，電路如圖2所示。