基于EG8010-SPWM純正弦波逆變器設計

摘要：為滿足風力發電系統對純正弦波逆變器的要求，設計了一種以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純正弦波逆變發生器芯片，簡單可靠、易于調試。實驗表明該逆變器輸出電源穩定、安全、波形失真小，具有很好的應用前景。

關鍵詞：Boost DC/DC轉換器；EG8010-SPWM；MOSFET驅動；逆變電路DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.017

輸出過壓保護。

戶用風力發電系統純正弦波逆變器主要由DC/DC轉換電路、DC/AC逆變電路、輸出電路、控制電路、驅動電路、輔助電源等構成，同時系統中還要對輸出的電流和系統的溫度進行反饋，監控過壓、過流、欠壓和過溫情況，系統結構框圖如圖1所示。

風力發電系統逆變器的主電路(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主電路的核心。DC/DC變換電路的功能一方面調節輸出直流電壓使之與后級的逆變電路輸入相匹配，來減輕逆變電路的控制負擔；另一方面完成有源功率因數校正，提高逆變器的輸入功率因數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，當輸出交流側接感性負載時需要提供無功功率，因此在每個功率管的集電極與發射極間并聯了快恢復二極管，以便為無功功

整輸出交流電壓大小。

電流檢測電路

電路如圖8所示，采樣MOS管源極的輸出端電流并通過4個康銅絲并聯反饋電壓信號，一方面信號送到EG8010芯片引腳(14)，該引腳內部的基準峰值電壓設定為0.5V，過流檢測延時時間600mS，當某種原因導致負載電流偏高超出逆變器的負載電流，EG8010根據引腳(9)PWMTYP的設置狀態將輸出SPWMOUT1～SPWMOUT4到“0”或“1”電平，關閉所有功率MOSFET使輸出電壓到低電平，該功能是主要保護功率MOSFET和負載。

溫度檢測電路

電路如圖9所示。由NTC熱敏電阻RT1和測量電阻R6組成一個分壓電路，當溫度變化時，這個電壓值會變化，它的大小就反映出NTC電阻的大小從而得到相應的溫度值。NTC選用25℃對應阻值10K的熱敏電阻，SPWM芯片EG8010的TFB(15)引腳的過溫電壓設定在4.3V，當發生過溫保護時，EG8010根據引腳(9)PWMTYP的設置狀態將輸出SPWMOUT1～SPWMOUT4到“0”或“1”電平，關閉所有功率MOSFET使輸出電壓到低電平，一旦進入過溫保護后，EG8010將重新判斷工作溫度，如果TFB引腳的電壓低于4V，EG8010將退出過溫保護，逆變器正常工作。輸入電壓為直流24V，輸出為單向標準純正弦電壓220V±5%，頻率范圍50Hz±0.5%，圖10為純正弦波逆變器實物圖，圖11為經過全橋逆變電路和輸出濾波器之后的正弦波輸出電壓波形。

從圖11中我們可以看出輸出電壓的波形是按正弦周期變化的波形圖，逆變器輸出電壓為220±5V，頻率50Hz±0.5%，THD<5%，電壓波形平滑、諧波失真小，抗干擾能力強、帶負載能力強。對象，詳細介紹了基于EG8010的風力發電系統純正弦波逆變器的設計與實現。由于采用了純正弦波逆變電源專用芯片，使得逆變器電路設計簡單、體積減小，成本降低、并具有良好的轉換效率。該逆變器還具有重量輕、便于攜帶、穩定性好、效率高、易于市場化等特點。同時具有過壓保護、欠壓保護、過載保護、短路保護、反接保護、故障保護功能，使用安全可靠，解決了野外環境中對電能質量要求較高的用電設備的電力供應問題，同時為偏遠地區和山區解決了部分用電問題。