基于嵌入式系統STM32的三相正弦波交流電源設計與實現

胡玫， 王永喜

(蘭州工業學院 電子信息工程學院，甘肅 蘭州 730050)

0 引 言

隨著我國對環境保護的不斷重視，綠色、低碳、循環節能的新興產業受到追捧。應用在新興產業中的電源技術則要求有更高的效率、可靠性以及更低的成本，而逆變技術在高效率、低功耗和高精度等方面有突出優點，可廣泛地應用于新興產業中[1]。因此對逆變技術的研究也成為一項重要的研究課題[2-8]。

現設計一款三相純正弦波交流電源，以低功耗、高速的STM32處理器為核心。逆變驅動主電路采用智能功率模塊(IPM)PM30CSJ060。當輸入直流電壓為36 V時，輸出正弦信號頻率為50 Hz，負載Y型連接時線電壓有效值可達24 V。同時，負載線電流有效值Io在0～2 A間變化時，各相負載調整率不大于0.3%，電能轉換效率可達88%。

1 三相純正弦波電源的系統結構

三相純正弦波電源由直流電源模塊、三相逆變驅動主電路、濾波電路、STM32最小系統、信號隔離電路、正弦脈寬調制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)信號發生器、電壓和電流測量電路及LCD顯示等功能電路組成，系統如圖1所示。STM32產生正弦波脈寬調制信號(SPWM)，經過光耦隔離電路后控制三相逆變驅動電路(智能功率模塊)，通過低通濾波器濾波，最終將直流電壓逆變為三相純正弦波電壓信號，負載為純電阻三相對稱Y型連接。電壓、電流測量電路測量三相純正弦波各相電壓和電流，并通過STM32后在液晶顯示器上顯示。

圖1 三相純正弦波電源系統框圖

2 功能模塊設計

2.1 三相逆變驅動主電路

三相逆變驅動主電路采用三菱公司的智……