SPWM逆变器控制电路设计
一、课程设计的目的
通过电力电子计术的课程设计达到以下目的：一个单相
50HZ/220V逆变电源，外部采用：交流到直流再到交流的逆变驱动格式。

在220V/50HZ外电源停电时，蓄电池就逆变供电。

在设计电路时，主要分为正负12V稳压电源到SPWM波发生器（其中载波频率5KHZ）至H逆变电路再到逆变升压变压器再由220V/50HZ输出.
二、课程设计的要求
1注意事项
控制框图
设计装置（或电路）的主要技术数据
主要技术数据
输入直流流电源：
正负12V，f=50Hz
交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：
电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH
2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术
知识和创造性的思维方式以及创造能力
3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能
力
4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说
明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。

报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。

5.课程设计用纸和格式统一
三设计内容：
整流电路的设计和参数选择
滤波电容参数选择
逆变主电路的设计和参数选择
IGBT电流、电压额定的选择
SPWM驱动电路的设计
画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路，其电路图如图2.1所示：
SPWM逆变电路的工作原理
PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变逆变输出频率。

1．PWM控制的基本原理
PWM控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同
PWM波形可等效的各种波形，例如：直流斩波电路可以等效直流波形；PWM波可以等效正弦波形；还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM 控制相同，也基于等效面积原理。

用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波的方法：⑴正弦半波N等分，可看成N个彼此相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；⑵用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等。

这样就可得到PWM 波形。

由上方法可知各脉冲的幅值相等，而宽度按正弦规律变化。

对于正弦波的负半周，也可用同样的方法得到PWM波形。

像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。

要改变等效输出正弦波幅值时，只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

2．控制方法
调制信号u
r 为正弦波,载波u
c
在u
r
的正半周为正极性的三
角波，在u
r 的负半周为负极性的三角波。

在u
r
和u
c
的交点时刻
控制IGBT的通断。

在u
r
的半个周期内三角波载波只在正极性
或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个
极性范围变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。

和单极性PWM控制方式相对应的是双极性控制方式。

采用双极性方式时，
在u
r
的半个周期内，三角波载波不再是单极性的，而是有
正有负，所得的PWM形也是有正有负。

在u
r
的一个周期内，输
出的PWM波只有±U
d
两种电平，而不像单极性控制时还有零电
平。

仍然在调制信号u
r 和载波信号u
c
的交点时刻控制各开关的
通断。

在u
r
的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。

驱动电路
由于桥式电压型逆变电路中采用的IJBT管，它在使用的时候需要驱动电路，才能使IGBT管子正常地开通和关断。

IGBT的驱动电路必须具备2个功能：一是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离；二是提供合适的栅极驱动脉冲。

实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。

根据设计要求，采用芯片6N317及其附件组成的驱动电路，
其电路图如图所示：
图。