基于87C196MH的車(chē)載逆變電源設計

單片機對輸出電壓進(jìn)行采樣，并且實(shí)時(shí)監控各個(gè)故障信號。同時(shí)根據輸出電壓的反饋量調整SPWM的調制比，調節輸出電壓有效值。

3.2 驅動(dòng)電路設計

圖4所示為驅動(dòng)電路，該電路的作用就是把單片機輸出的SPWM驅動(dòng)信號經(jīng)過(guò)光耦隔離并適當放大，然后送到IPM模塊的相應管腳，進(jìn)而控制IPM內部IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷。光耦主要用來(lái)實(shí)現主電路和控制電路之間的信號連接，滿(mǎn)足主電路和控制電路之間的電氣隔離。本設計中選用HP公司的光耦HCPL-4503，該芯片有效地起到信號隔離和電壓放大作用，完成驅動(dòng)IPM的目的。

4 實(shí)驗研究

為了驗證本系統控制策略的正確性，對本文所研制的車(chē)載逆變器進(jìn)行了實(shí)驗測試。車(chē)載逆變器帶阻性負載，實(shí)驗樣機輸入DC電壓90 V~120 V;輸出AC電壓230 V，50 Hz;開(kāi)關(guān)頻率3 kHz;最小輸出功率為880 W。

在測試實(shí)際波形的時(shí)候，用數字示波器測量L4981A的PWM輸出端，同時(shí)使用1:100的高壓差分探頭，測量直流輸出波形，在空載時(shí)對DC/DC的驅動(dòng)信號波形進(jìn)行采集如圖5所示。輸入110 V，PWM頻率27.66 kHz，占空比為8.45%，直流升壓輸出電壓為405 V。

圖6所示為IPM上下橋臂驅動(dòng)信號的死區時(shí)間。由于單片機發(fā)出的SPWM信號經(jīng)光耦后將反向，因此單片機輸出的兩路互補SPWM信號同是高電平時(shí)為死區時(shí)間。由圖可見(jiàn)，死區時(shí)間為15 ?滋s，能夠有效地防止上下橋臂直通。

圖7所示為輸出電壓波形，實(shí)驗中使用了1：1 000的高壓差分探頭。由圖可見(jiàn)實(shí)際輸出電壓為49.60 Hz，有效值為230 V。當輸入電壓在90 V~120 V間波動(dòng)及負載阻抗變化時(shí)，逆變器的輸出電壓都能夠有效地穩定在230 V/50 Hz交流電壓，且諧波含量較小。

本文設計了符合地鐵列車(chē)應急需求的車(chē)載逆變電源，采用IPM模塊有效減小了系統體積。使用單片機波形發(fā)生單元輸出6路SPWM作為IPM的驅動(dòng)信號，提高了系統的性能，并通過(guò)硬件和軟件實(shí)時(shí)檢測電壓和電流，保證逆變器安全工作。經(jīng)試驗驗證，該系統控制方案簡(jiǎn)單、高效、可靠，具有良好的應用價(jià)值。

更多資訊請關(guān)注：21ic模擬頻道