基于SG3525的光伏并网逆变器控制的设计
基于SG3525控制的车载逆变电源设计与实现
基于SG3525控制的车载逆变电源设计与实现
引言
随着电子信息产业高速发展，逆变电源被广泛应用于很多领域，一个可靠、优质的逆变电源可以保证系统可靠安全运行，所以，逆变电源是一个重要的
研究领域。
方波逆变是一种较简单的变换方式，它适用于各种整流负载，不
仅技术要求低，而且设计电路比较简单。
本文依据方波逆变电源的基本原理，模块化设计了逆变电源的实现电路，包括基于SG3525控制的高频PWM主
电路、全桥逆变电路、必要的保护电路和相关驱动电路，并给出实验结果及
分析。
1、原理与设计
1.1、逆变电源基本原理
逆变电源采用典型的两级变换：第1级是DC/DC升压变换器，第2级是DC/AC逆变器。
DC/DC升压变换由SG3525芯片产生的PWM波将12V直流逆变为高频方波，经高频变压器升压后，变压器副边可获得峰值为155V的
高频方波，再经过全波整流获得一个稳定的310V直流电压；DC/AC变换以
方波逆变方式，将稳定的直流电压逆变成310V的工频方波电压，该电压有
效值约为220V，频率为50Hz，可驱动负载［1］。
为保证系统正常运行，需。
SG3525正弦波逆变电源设计
湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称 SG3525正弦波逆变电源设计专业班级学号姓名指导教师2013年12 月16 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用课题智能密码锁设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013 年12 月16 日设计完成日期2013 年12 月27 日目录第1章概述 (1)1.1课题来源 (1)1.2解决方法 (1)1.3设计的优点 (2)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统设计总体思路 (2)2.1 系统基本工作原理 (3)2.3 系统设计框图 (4)第3章系统主电路设计 (5)3.1 系统主电路结构设计 (5)3.2 系统保护电路设计 (5)第4章单元电路设计 (6)4.1 正弦信号发生电路设计 (6)4.2 宽度调制PWM电路设计 (7)4.3 电压电流检测电路设计 (11)4.4 光耦合驱动电路设计 (12)第6章总结与体会 (13)附录1总电路图 (14)附录2 参考文献 (15)附录3 课程设计成绩评分表 (16)第1章概述1.1课题来源电力逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。
电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。
电力系统中为保证变电所的诸如后台机、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源来代替常规不间断UPS电源。
1.2解决方法逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。
利用逆变电源可以解决UPS电源存在的各种缺点，可以很好的运用在一些不能断电的场合。
本相正弦波SPWM逆变电源的设计以SG3252为核心，采用了运算放大器、二极管、功率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。
基于SG3525的全桥逆变SWPM控制波形电路
2019.08科学技术创新-7-基于SG3525的全桥逆变SWPM控制波形电路周勤玲(中山职业技术学院，广东中山528400)摘要:本文介绍了基于SG3525的全桥逆变SWPM控制波形电路，包括正弦波发生电路、整流电路、SWPM脉冲产生电路、延时死区调整电路。
该电路简单、易于实现，为正弦波逆变器SWPM电路设计提供一种借鉴'关键词:逆变;正弦波;全桥;SPWM中图分类号:TP274.2文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)08-0007-02随着电力电子技术的发展，正弦波逆变器得到了广泛的应用。
正弦波(SWPM)技术是正弦波逆变的关键技术问题。
逆变电源SWPM脉冲产生的方法有很多，如模拟电路、数字电路、数模结合电路等等。
目前，市场上主要是模拟控制和单片机控制。
用运算放大器组成的模拟SPWM电路复杂。
用单片机编程实现的方法,CPU被占用了大量资源,运行效率低。
模数混合控制的电路，可靠性和稳定性差叫本文基于SG3525集成芯片设计了一种简单、稳定的SWPM脉冲产生电路。
1主电路结构全桥逆变器主电路拓扑如图1所示。
其基本原理为:当两只对角功率管Q1、Q4或Q2、Q3同时导通时，功率从直流电源侧通过变压器向负载传输。
同一桥上、下功率管的驱动信号互补,并有一定的死区时间。
逆变桥的功率管QI、Q3由SPWM信号驱动,Q2、Q4由方波驱动。
逆变桥图4全桥逆变器主电路拓扑2开关管驱动控制信号的调制策略目前，电压型单相全桥逆变器有三种基本的SPWM技术，即双极性SPWM、单极性SPWM、倍频式SPWMo双极性SPWM的总开关频率比单极性高几乎一倍，所以开关损耗、总的谐波畸变率也大一倍。
单极性SPWM与倍频式SPWM谐波畸变率相近。
本文采用单极性SPWM调制技术，如图2所示，桥臂Q1和Q3在高频互补SPWM信号驱动下导通，桥臂Q2和Q4由方波(与基准正弦波同频同步)驱动导通,在全桥输出端AB形成了SPWM波形。
基于SG3525的单相正弦波并网逆变电源设计
-
-
DC- AC
io1
io
T
滤
n1 n2
波 器
uo1
uo RL
n3
uREF 控制电路
uF
返回
主电路原理图
SPWM信 号产生 电路
DC-AC 驱动电
路
滤波 电路
DC-AC 逆变返电回
路
欠压、 过流保 护电路
控制电路原理图
基准信 号产生 电路
频率跟 踪电路
取样 电路
返回
输出电压 波形
类似一 个正弦
基于SG3525的单相正弦波并网逆变 电源设计
班
级：
作
者：
指导老师：
电子信息工程 2006级01班
肖宏忠 邵建设
目录
• 研究的目的、意义 • 研究内容 • 研究具体方法路线 • 研究结论
研究目的意义
• 随着全球工业化进程的逐步展开，世界各国对能源的需求 急剧膨胀，而煤炭、石油和天然气三大化石能源日渐枯竭 ,人类迫不及待的探索新的能源，由于太阳能资源分布相 对广泛、蕴藏丰富，光伏发电系统具有清洁、安全、寿命 长以及维护量小等诸多优点，光伏发电被认为将是21世纪 最重要、最具活力的新能源 。
波
研究结论
输出电压波形和相位跟踪波形
50Hz 时
相位跟 踪波形
相位偏 差小于 ≤5°
45Hz 时
频率跟踪波形
55Hz 时
谢谢!
感谢下 载
• 太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转 换三种形式，光电转换(即光伏技术)是最有发展前途的一 种。光伏逆变电源在现代技术及新器件的支持下，无论是 可靠性还是性能价格比，以及高效节能方面都有着广泛的 发展前景，所以，光伏并网逆变电源，将作为用电器的一 种新型供电电源 。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周：设计开关电源主电路。
第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周：中期检查。
第8—11周：利用saber进行系统仿真。
第12—13周：论文审核定稿。
第14—15周：答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
基于SG3525设计单相正弦波SPWM逆变电源 毕业设计(论文)
1.3.2
我在做设计时候遇到难题是由于选择正弦波振荡电路的电阻参数错误和SPWM逆变电路调节RP在SG3525的9号管脚和SG3525芯片的5号管脚得不到相应的信号输出。最后在指导老师的帮助下经过更换电阻参数和负载R5从而得到应该得到的输出。
2 SPWM
2.1
逆变电路理想的输出电压是图2-1（a）正弦波u0=Uo1sinωt。而电压型逆变电路的输出电压是方波，如果将一个正弦波半波电压分成N等分，并把正弦曲线每一等分所包围的面积都用一个与其面积相等的等副矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应正弦等分的中重合，得到如图2-1（b）所示的脉冲列这就是PWM波形。正弦波的另外一个半波可以用相同的方法来等效。可以看出，该PWM波形的脉冲宽度按正弦规律变化，称为SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）波形。
第二代逆变电源是采用自关断器件作为逆变器的开关器件。自20世纪70年代后期，各种自关断器件想运而生，它们包括可关断晶闸管（GTO）、电力晶闸管（GTR）、功率场效应管（MOSFET）、绝缘栅双极性晶体管（IGBT）等。自关断器件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能
第三代逆变电源实时反馈控制技术，使逆变电源性能得到提高。实时反馈控制技术是针对第二代逆变电源非线性负载适应性不强及动态特性不好的的缺点提出来的，它是最近十年发展起来的的新型电源控制技术，目前仍在不断完善和发展之中，实时反馈控制技术的采用使逆变电源的性能有了质的飞跃。
analytical.To ensure the parameterto chose one kind of best fit program.The output frequence is confirmed by voltage and resistance ect.
SG3525正弦波逆变电源设计
湖南工程学院课 程 设 计课程名称 电力电子技术 课题名称 SG3525正弦波逆变电源设计专 业 班 级 学 号姓 名指导教师2013年12 月 16 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用课题智能密码锁设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期 2013 年 12 月 16 日设计完成日期 2013 年 12 月 27 日第1章概述 (1)1.1课题来源 (1)1.2解决方法 (1)1.3设计的优点 (2)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统设计总体思路 (2)2.1 系统基本工作原理 (3)2.3 系统设计框图 (4)第3章系统主电路设计 (5)3.1 系统主电路结构设计 (5)3.2 系统保护电路设计 (5)第4章单元电路设计 (6)4.1 正弦信号发生电路设计 (6)4.2 宽度调制PWM电路设计 (7)4.3 电压电流检测电路设计 (11)4.4 光耦合驱动电路设计 (12)第6章总结与体会 (13)附录1 总电路图 (14)附录2 参考文献 (15)附录3 课程设计成绩评分表 (16)第1章概述1.1课题来源电力逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。
电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。
电力系统中为保证变电所的诸如后台机、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源来代替常规不间断UPS电源。
1.2解决方法逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。
利用逆变电源可以解决UPS电源存在的各种缺点，可以很好的运用在一些不能断电的场合。
本相正弦波SPWM逆变电源的设计以SG3252为核心，采用了运算放大器、二极管、功率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要本文主要目的是设计一款基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源，首先可以将DC10~35V，转变成DC360V，额定功率达到500W。
可应用在低压转高压的设备中，特别是适用于低压输入的车载逆变电源的前级升压等。
通过对比研究，设计了基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源的主拓扑结构，将前级的低压直流电通过变压器耦合升压，输出经过桥式整流和LC滤波，得到360V 直流高压。
MOSFET漏源极采用RC吸收电路，对变压器漏感产生的尖峰电压进行吸收。
电压的反馈采用TL431和PC817结合的隔离采样方式，实现了前后级的电气隔离。
电压反馈信号送入SG3525的比较端，与SG3525的内部三角波进行比较，可以得到占空比变化的PWM波形，实现对输出电压的闭环控制。
通过对主电路工作原理分析和参数计算，完成了硬件电路的设计，最后通过电力电子仿真软件SABER对电路进行仿真验证，可以在输入电压全范围内实现稳压输出360V，输出功率达到额定要求，电路性能稳定，响应速度快。
关键词：SG3525推挽DC/DC开关电源SABER仿真AbstractThe main purpose of this paper is based on a push-pull DC/DC SG3525 switching power supply, can be transformed into DC10~35V, DC360V, rated power reaches 500W. Can be used in high pressure and low pressure rotor device, especially suitable for low voltage inverter power input before voltage etc..Through the comparative study, design the main topology of push-pull DC/DC switching power supply based on SG3525, the low voltage DC power stage through transformer step-up, output filtered bridge rectifier and LC, 360V DC high voltage. MOSFET drain source using RC snubber circuit, peak voltage of transformer leakage generated by absorption. Isolation by TL431 and PC817 combined with the feedback sampling voltage, electrical isolation between the before and after class. Comparison of terminal voltage feedback signal is sent to SG3525, compared with the internal triangular wave SG3525, can get the PWM duty cycle waveform changes, to achieve closed-loop control of output voltage.Through the work of the main circuit principle analysis and parameter calculation, completed the hardware circuit design, the power electronic simulation software SABER to verify the circuit, the input voltage can achieve the full range output voltage 360V, output power reaches the rated circuit requirements, stable performance, fast response speed.Key words：SG3525 push-pull DC/DC SABER simulation目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文研究内容 (2)第2章课题设计要求及方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计方案 (3)第3章系统主要元器件介绍 (5)3.1SG3525芯片介绍 (5)3.1.1 引脚功能说明 (6)3.1.2 SG3525的工作原理 (7)3.2 TL431工作原理介绍 (9)3.3PC817性能介绍 (11)3.4高频变压器 (12)第4章硬件电路设计 (14)4.1 推挽电路原理及设计 (14)4.2 SG3525控制电路设计 (17)4.3 TL431和PC817反馈电路设计 (18)4.4 高频变压器设计 (19)第5章saber仿真验证 (22)5.1 仿真软件介绍 (22)5.2 系统仿真电路图 (23)5.3 仿真结果 (23)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录A外文资料 (30)附录B电路原理图 (47)石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题研究的目的意义随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展[1]。
基于SG3525A的小功率逆变器的设计与实现
基于SG3525A的小功率逆变器的设计与实现张德树;吴乃海【摘要】车载逆变器是一种实现DC12 V直流电转换为AC220 V交流电的装置,是一种方便的车用电源转换器.因此对本电路的设计要求除了具有良好的电气性能外,还必须具备体积小、重量轻、成本低,可靠性高、抗干扰能力强等特点.本设计要完成的是基于SG3525A小功率车载逆变器的设计,设计的主要思路是运用SG3525A芯片产生脉冲调制驱动信号,先将12V直流电逆变为交流电,再通过升压变压器升压为220V的交流电输出,供负载使用.【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(019)004【总页数】5页(P14-18)【关键词】脉宽调制;逆变;SG3525A【作者】张德树;吴乃海【作者单位】滁州职业技术学院信息工程系 ,安徽滁州 239000;滁州市第六中学 ,安徽滁州 239000【正文语种】中文【中图分类】TB115随着PWM技术在变频、逆变等领域的运用越来越广泛，以及IGBT、PowerMOSFET等功率开关器件的快速发展，使得PWM控制的高压大功率电源向着小型化、高频化、智能化、高效率方向发展[1]。
1 电路设计方案逆变电路由12 V直流输入、驱动信号产生、推挽驱动电路、升压电路及反馈控制电路等组成。
电路最终实现12 V直流变换为220 V交流。
设计电路框图如图1所示。
图1 电路设计框图驱动信号产生电路的作用是利用直流电振荡产生两个近似互补的驱动PWM信号，推挽驱动电路、升压变压器和反馈控制电路主要是无源逆变电路部分，作用是利用PWM信号将直流电逆变、升压为约220 V的交流电。
2 电路设计原理无源逆变电路：变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载。
单相逆变电路按电路结构分为半桥式逆变电路、全桥式逆变电路和推挽式逆变电路。
设计中使用了带中心抽头变压器的逆变电路，如图2所示。
图2 带中心抽头变压器的逆变电路图电路中V1、V2是开关管IGBT，二极管VD1和VD2的作用也是提供无功能量的反馈通道。
基于sg3525逆变器的设计与实现
基于sg3525逆变器的设计与实现基于SG3525逆变器的设计与实现SG3525是一款常用的电源管理集成电路，常被用于逆变器的设计与实现。
逆变器是将直流电转换为交流电的装置，广泛应用于太阳能发电系统、不间断电源等领域。
本文将介绍基于SG3525逆变器的设计原理和实现方法。
一、设计原理SG3525是一款双路可调节脉宽调制（PWM）控制器，其主要功能是产生可调的PWM信号，用于控制Mosfet开关管的导通和断开，从而实现对输出电压和频率的调节。
逆变器的设计原理是通过将直流电输入通过开关器件切割成一系列短脉冲，然后经过滤波电路转换为交流电。
具体实现方法如下：1. 输入电压稳压逆变器的输入电压一般是直流电压，需要通过稳压电路将其稳定在一定的范围内。
常用的稳压电路有电流限制电路和过压保护电路等，可以根据实际需求选择合适的稳压电路。
2. SG3525控制电路SG3525芯片的引脚包括输入电压Vcc、GND和反馈引脚FB，以及控制引脚如频率控制引脚CT、脉冲宽度调节引脚RT等。
通过调节这些引脚的电压，可以实现对输出电压和频率的调节。
3. Mosfet开关管逆变器的核心部件是Mosfet开关管，它负责将输入电压切割成一系列短脉冲。
Mosfet开关管有导通和断开两个状态，通过控制其导通和断开的时间，可以调节输出电压和频率。
4. 输出滤波电路逆变器的输出是由一系列短脉冲组成的交流电，需要通过滤波电路将其转换为平滑的交流电。
常用的滤波电路有LC滤波器和RC滤波器等，可以选择适当的滤波电路来实现输出电压的稳定。
二、实现方法基于SG3525逆变器的设计与实现需要按照以下步骤进行：1. 确定输出功率和电压需求，选择合适的Mosfet开关管和滤波电路。
2. 按照SG3525的管脚连接图，连接SG3525芯片和外部元件，包括稳压电路、Mosfet开关管和滤波电路等。
3. 根据输出功率和电压需求，调节SG3525的控制引脚电压，确定输出电压和频率。
基于SG3525A和IR2110的高频逆变电源设计
基于SG3525A和IR2110的高频逆变电源设计摘要：本文简述了PWM控制芯片SG3525A和高压驱动器IR2110的性能和结构特点，同时详细介绍了采用以SG3525A为核心器件的高频逆变电源设计。
关键词：PWM；SG3525A；IR2110；高频逆变电源引言随着PWM技术在变频、逆变频等领域的运用越来越广泛，以及IGBT、PowerMOSFET 等功率性开关器件的快速发展，使得PWM控制的高压大功率电源向着小型化、高频化、智能化、高效率方向发展。
本文采用电压脉宽型PWM控制芯片SG3525A，以及高压悬浮驱动器IR2110，用功率开关器件IGBT模块方案实现高频逆变电源。
另外，用单片机控制技术对此电源进行控制，使整个系统结构简单，并实现了系统的数字智能化。
SG3525A性能和结构SG3525A是电压型PWM集成控制器，外接元器件少，性能好，包括开关稳压所需的全部控制电路。
其主要特性包括：外同步、软启动功能；死区调节、欠压锁定功能；误差放大以及关闭输出驱动信号等功能；输出级采用推挽式电路结构，关断速度快，输出电流±400mA；可提供精密度为5V±1%的基准电压；开关频率范围100Hz~400KHz。
其内部结构主要包括基准电压源、欠压锁定电路、锯齿波振荡器、误差放大器等，如图1所示。
图1 SG3525A内部框图及引脚功能IR2110性能和结构IR2110是美国IR公司生产的高压、高速PMOSFET和IGBT的理想驱动器。
该芯片采用HVIC和闩锁抗干扰制造工艺，集成DIP、SOIC 封装。
其主要特性包括：悬浮通道电源采用自举电路，其电压最高可达500V；功率器件栅极驱动电压范围10V~20V；输出电流峰值为2A; 逻辑电源范围5V~20V，而且逻辑电源地和功率地之间允许+5V的偏移量；带有下拉电阻的COMS施密特输入端，可以方便地与LSTTL和CMOS电平匹配；独立的低端和高端输入通道，具有欠电压同时锁定两通道功能; 两通道的匹配延时为10ns；开关通断延时小，分别为120ns和90ns;工作频率达500kHz。
光伏电源逆变器的设计
摘要随着传统的三大化石能源日渐枯竭，绿色能源的开发和利用将会得到空前的发展，太阳能作为世界上最清洁的绿色能源之一，起并网发电备受世界各国普遍关注。
而光伏并网发电系统的核心部件，如何可靠的高质量地向电网输送功率尤为重要，因此在可再生能源并网发电系统中起点能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。
为此本文仍然采用“全桥逆变+LC滤波+工频升压”的逆变电源设计方案。
整个系统设计分为SPWM波形产生电路、H桥驱动及逆变电路、欠压过流保护电路。
在SPWM波形产生环节，本文采用脉宽调制芯片SG3525的为核心。
由文氏桥振荡电路产生50Hz的正弦波基准信号。
然后经过精密整流、放大等处理输入到SG3525的补偿信号端，从而输出SPWM波。
最后进行死区延时，输入到驱动电路中。
在驱动电路设计环节中，本文采用两片IR2110半桥驱动芯片构成全桥驱动电路。
输出侧逆变电路中开关管选用耐压值高的MOSFET。
然后经过工频变压器进行升压到市电，供家用电器使用。
对输入、输出进行采样，实时监控是否欠压、过流，进行保护动作。
最后，给出额定功率为500W（输入电压12V输出交流220V）的单相逆变器样机的试验波形。
关键词：光伏电源，逆变器，SPWM，SG3525，IR2110DESIGN OF PV POWER INVERTERABSTRACTIn recent years, photovoltaic technology has broad application. As our country's new energy law enacted, the photovoltaic power system in our country will have a broader space for development. Inverter is an important component in PV system. Its performance has great influence on the application of photovoltaic system. Currently, the domestic pure sine wave output inverter mainly uses 50Hz transformer for raising the output voltage, this paper is still developed an inverter by using the “Full-bridge circuit + LC filter + Isolator transformer” design proposal. The whole system is divided into SPWM waveform generator circuit, H bridge driver circuit and the inverter circuit, low voltage and over-current protection circuit.In SPWM waveform generation part, this paper uses SG3525 PWM chip core. The Wien bridge oscillation circuit generates 50Hz sine reference signal. After this signal precision rectification, amplification and other processing of the compensation signal input to the SG3525-side, so this part output the SPWM wave. Finally, the SPWM signals enter into the driving circuit after dead-time delay.In the design of drive circuit part, using two IR2110 half-bridge driver chips constitute a full-bridge driver circuit. The output side of inverter switch circuit selects high voltage value MOSFET. Then through 50Hz transformer, boost to the mains for household appliances. Testing the samples of the input and output voltage, real-time monitoring is under-voltage, over current, protection action.Finally, rated power for 500W (Input voltage 12V, Output communication 220V) single-phase ac inverter prototype test waveforms have been given.KEY WORDS：PV power, Inverter, SPWM, SG3525, IR2110目录前言 (1)第1章系统设计概述 (3)§1.1 光伏电源逆变器的基本结构和设计要求 (3)§1.1.1 系统的基本结构 (3)§1.1.2 系统的基本设计要求 (3)§1.2 系统电源设计 (3)§1.3 逆变电路 (4)§1.3.1 逆变电路的基本工作原理 (4)§1.3.2 电压型逆变电路 (5)§1.4 SPWM调制技术 (5)§1.4.1 理论基础 (5)§1.4.2 单极SPWM调制方式 (6)§1.4.3 双极性SPWM调制方式 (7)第2章SPWM调制电路 (8)§2.1 SG3525芯片介绍 (9)§2.1.1 功能结构 (9)§2.1.2 SG3525特性 (9)§2.2 单极性SPWM调制电路 (11)§2.2.1 SPWM调制电路结构 (11)§2.2.2 正弦波发生器 (11)§2.2.3 精密整流电路 (13)§2.2.4 误差放大及加法电路 (14)§2.2.5 SPWM调制 (15)§2.2.6 时序控制电路 (16)第3章逆变电路 (19)§3.1 IR2110芯片介绍 (19)3.1.1功能结构 (19)§3.1.2 IR2110特性 (20)§3.2 驱动电路设计 (21)§3.3 输出滤波器设计 (23)§3.4 保护电路设计 (24)第4章系统调试 (27)§4.1 信号板电路的调试 (27)§4.2 信号板与H桥联调 (29)§4.3 保护电路调试 (30)结论 (32)参考文献 (33)附录 (36)前言逆变器（INVERTER）就是一种直流电转化为交流电的装置，一般是把直流电逆变成220V交流电。
基于SG3525A的新型车载逆变电源设计
基于SG3525A的新型车载逆变电源设计随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们的日常交通工具然而，人们随身携带的电子产品，例如手机，却不能使用汽车上的电源因此，开发一款经济实用的车载逆变器就成为一种需求。
我们采用集成脉宽调制芯片SG3525A为主控芯片，以CD4020B计数器及与非门电路构成分频分相电路并配以保护电路，实现了逆变器的脉宽调制其在逆变电源工作时的持续输出功率为100W，并具有输出过流保护及输入欠压保护等功能，可实现电源逆变、电压稳定、欠压保护及过流保护等功能系统基本原理本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V，4.5Ah)，输出端为工频方波电压(50Hz，220V)其系统主电路和控制电路框图如图1所示，采用了典型的二级变换，即DC/DC变换和DC/AC逆变12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波，经高频升压变压器升压，再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压；然后再由桥式变换以方波逆变的方式，将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压，以驱动负载为保证系统的可靠运行，分别采集了DC高压侧电压信号、电流信号及蓄电池电压信号，送入SG3525A，通过调整驱动脉冲的占空比或关断脉冲来实现电压调节、过流保护及欠压保护等功能。
主要技术参数输入电压:DC 12V；输出电压:AC 220V±5%，50Hz±2%；额定功率:100W；保护功能:输入直流极性接反保护，输入欠压保护，输出过流保护电路设计1 主控芯片SG3525ASG3525A是ST公司生产的脉冲宽度调制器控制集成电路具有集成基准电压，振荡器同步，软启动时间控制，输入欠电压锁定等功能SG3525A的引脚如图2所示。
振荡频率的确定：振荡频率由三个外部元件RT、CT和RD设置，分别接在6、5、7引脚上振荡频率为fOSC=1/CT(0.7RT +3RD)，其中，0.7RTCT为定时电容充电时间，3RDCT为定时电容放电时间为了使分频分相电路取得50Hz振荡频率，本设计设定振荡频率为51.2kHz，取CT＝2000pF RT=10kΩ，RD=922Ω输出脉宽的调整：PWM脉冲宽度由引脚9和引脚8中电平较低的一端控制芯片内部的误差放大器U1将电压反馈信号与基准电压信号偏差放大后送入比较器U2的反向输入端，比较器正向输入端的输入则来自电容器CT上的锯齿波，两者做比较后输出方波脉冲来控制SG3525A内部输出功放管的占空比（见图3）本设计中将8引脚经电容接地，9引脚接DC/DC 高压直流电压的反馈电压，由此调整输出直流电压的稳定图3中，U1为SG3525A中的误差放大器，1、2、9分别为芯片管脚，R1～R7、C1、C2均为外接电阻电容SG3525A的16引脚输出5V参考电压电阻R3、R4及U1构成反比例运算器，R4/R3为其静态放大倍数，其值越大控制精度越高但放大倍数太大将引起振荡，因此引入C1和R5使误差放大器成为不完全比例积分控制器，此时静态误差放大倍数不变，动态误差放大倍数减小，既不影响控制精度，又避免过冲引起振荡。
基于SG3525A的太阳能逆变电源设计
基于SG3525A的太阳能逆变电源设计本文涉及的是明亮工程中一个课题的详细技术问题。
该课题的基本原理是由直流蓄电池供电，用太阳能为蓄电池充电，然后逆变电源输出220V、50Hz的沟通电供用户用法。
在研制过程中，有时随机浮现烧毁大功率管的现象，本文对这一现象给出了解决计划。
2 SG3525A和逆变电源本课题研发的逆变器用法的核心器件是SG3525A，以下分离简述其基本性能和工作过程。
2.1 SG3525A基本性能SG3525A 型集成控制器包括开关稳压所需的所有控制，设有欠压锁定电路和缓启动电路可提供精密度为5V±1%的基准。
其开关频率高达200KHz以上，适合于驱动N沟道MOS功率管。
本课题用法SG3525A产生50Hz的准正弦方波，为逆变器提供输出功率信号，去推进N沟道MOS 功率管90N08，1所示。
图1 SG3525A 驱动MOS功率管2.2 逆变器工作过程当SG3525A被加电后(12V)会输出两列50Hz反向的方波，其幅度为9V。
这两路方波分离进入G1、G2、G3、G4所示的四条支路(图1)，经各电路分离调节后输出，输出脉冲序列2(B)所示。
终于调制合成为A、B 两端输出的沟通方波。
其波形见图2(A)。
该50Hz的序列方波由A、B 两端进入电力DT。
通过变压器升压后由逆变器电源输出220V、50Hz 沟通方波。
按照市场的不同需求生产出200W、600W、800W各个系列的逆变电源。
图2 逆变器工作过程中波形图2.3 问题的浮现与解决逆变器在额定负载条件下能够长久运行，但是当举行负载切换时或者当外电路有严峻扰动时，间或会发生大功率管90N08烧毁的现象。
现以(B)逆变器硬启动800W逆变器举行剖析。
缓启动：3(A)所示状态，同时满负载加在逆变器输出上，然后启动逆变器使之运行，一切正常工作。
硬启动：3(B)所示状态，即加满负载后再闭合开关K1强行硬启动。
这时就间或有大功率短路烧毁的现象发生，经分析发觉当G3推进的大功率管TV3尚未彻低关断时，G4开启了对应的大功率管TV4，假如TV3和TV4同时开通就会造成短路现象。
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1 引言
21世纪，人类将面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战。
在有限资源和保护环境的双重制约下能源问题将更加突出，这主要体现在：①能源短缺；②环境污染；③温室效应。
因此，人类在解决能源问题，实现可持续发展时，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。
太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点，因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视，成为理想的替代能源。
文中阐述的功率为200W太阳能光伏并网逆变器，将太阳能电池板产生的直流电直接转换为220V/50Hz 的工频正弦交流电输出至电网。
2 系统工作原理及其控制方案
2.1 光伏并网逆变器电路原理
太阳能光伏并网逆变器的主电路原理图如图1所示。
在本系统中，太阳能电池板输出的额定电压为62V 的直流电，通过DC/DC变换器被转换为400V直流电，接着经过DC/AC逆变后就得到220V/50Hz的交流电。
系统保证并网逆变器输出的220V/50Hz正弦电流与电网的相电压同步。
图1 电路原理框图
2.2 系统控制方案
图2为光伏并网逆变器的主电路拓扑图，此系统由前级的DC/DC变换器和后级的DC/AC逆变器组成。
DC/DC变换器的逆变电路可选择的型式有半桥式、全桥式、推挽式。
考虑到输入电压较低，如采用半桥式则开关管电流变大，而采用全桥式则控制复杂、开关管功耗增大，因此这里采用推挽式电路。
DC/DC变换器由推挽逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电感构成，它将太阳能电池板输出的62V的直流电压转换成400V的直流电压。
图2 主电路拓扑图
DC/AC逆变器的主电路采用全桥式结构，由4个MOS管（该管内部寄生了反并联的二极管）构成，它将400V的直流电转换成为220V/50Hz的工频交流电。
2.2.1 DC/DC变换器控制方案
DC/DC变换器的控制框图如图3所示。
控制电路是以集成电路SG3525为核心，由SG3525输出的两路50kHz的驱动信号，经门极驱动电路加在推挽电路开关管Q1和Q2的门极上。
为保持DC/DC变换器输出电压的稳定，将检测到的输出电压与指令电压进行比较，该误差电压经PI调节器后控制SG3525输出驱动信号的占空比。
该控制电路还具有限制输出过流过压的保护功能。
当检测到DC/DC变换器输出电流过大时，SG3525将减小门极脉冲的宽度，降低输出电压，进而降低了输出电流。
当输出电压过高时，会停止DC/DC 变换器的工作。
由于推挽式电路容易因直流偏磁导致变压器饱和，因此，推挽式电路的设计难点在于如何防止变压器的磁饱和。
在本电路中，除了注意电路的对称性之外，还设计了磁饱和检测电路，当流经推挽电路的两个支路电流失衡时，就会启动SG3525的软启动功能，使DC/DC变换器重新启动，变压器得以复位。
图3 DC/DC变换器的控制框图
偏磁检测电路如图4所示。
图中只画出了磁环的副边。
原边两个线圈接在主电路的变压器原边的两个绕组上，流过两个线圈中的电流方向要相反。
当变压器发生偏磁时，某一方向的电流异常大，通过电流互
感器检测,可在互感器的输出电阻R1上产生一个电压，如果该电压足够大，可以使稳压二极管D5导通，在电位器上产生压降，将电位器的值调到合适的阻值，使电位器上的压降大于三极管的门限电压，使三极管导通，接在芯片SG3525的脚8与地之间的电容放电，然后SG3525中的恒流源对它充电，SG3525重新启动，从而使变压器磁心复位。
图4 偏磁检测电路
2.2.2 DC/AC逆变器控制方案
DC/AC逆变器是光伏并网的重点和难点，因此以下将着重阐述该部分。
DC/AC逆变器控制框图如图5所示。
核心控制芯片采用了TI公司的TMS320F240。
尽管单片机也能实现并网逆变器的脉宽调制，但是DSP
实时处理能力更强大，因此可以保证系统有更高的开关工作频率。
从图5可以清楚看出系统输入和输出信号的情况。
图5 DC/AC逆变器的控制框图
2.3 输出功率优化控制方案
在静态情况下，当并网逆变器与太阳能电池相连时，并网逆变器可等效为太阳能电池的负载电阻。
当光强λ和温度T变化时，太阳能电池输出的端电压将会随之发生变化。
为了有效地利用太阳能，应使太阳能电池的输出始终处于适当的工作点。
因此，控制方案要求当太阳能电池的电压升高时，可以增大它的输出功率；反之就降低它的输出功率。
DSP的控制方案如图6所示，参考电压和太阳能电池的实际电压相比较后，其误差经过PI调节，将得到的电流指令（直流量）IREF与ROM里的正弦表值相乘，就得到交变的输出电流指令iref，再将它与实际的输出电流值比较后，其误差经过比例（P）环节，将所得到的指令取反，与采集到的交流侧电压Us相加后，所得到的波形再与三角波比较，就产生4路PWM调制信号（三角波的频率为20kHz）。
图6 DSP的控制方案
2.4 交流侧电压Us的检测
将同步变压器副边的同步信号，滤波、整流，就可以得到比较稳定的直流电，将其送到DSP的A/D转换口。
由于最后得到的直流电压与电网电压有一个比较稳定的关系，因此，就比较容易换算Us的值了。
由于涉及到共地的问题，因此，采用了运算放大器的全波精密整流电路，如图7所示。
图7 Us的整流电路
2.5 电流指令的同步
并网时要求逆变器输出的正弦波电流与电网电压同频、同相。
首先，将电网电压信号经过滤波整形为同步方波信号，再将其输入到TMS320F240的外部中断口XINT1，目的是为了捕捉电网电压的过零信号。
如图8所示，电网电压正弦波，经过整形后就得到了方波。
当DSP检测到过零信号的上跳沿时，便触发同步中断，以此时间点作为基准给定正弦波信号时间起点，也就是正弦表指针复位到零；每当T1下溢中断（PWM实时控制）时，正弦表指针便加1，并从正弦表中取值。
一个周期的单位正弦波数据被分成了400个点采用表的形式存放在存储器中。
由于同步信号比较容易受到谐波和尖峰电压的干扰，因此在进入同步中断后可以先做一个延时，判断外部中断脚XINT1是否仍然是高电平，如果是高电平，就执行中断程序，否则就从中断程序跳出。
从图6的控制方案可看出，IREF与正弦表中数据相乘后，便形成了幅值可调的正弦波的电流给定信号，然后，再实时比较电流给定值，经过P环节后，所得信号反相后，与采集到的交流侧电网电压信号Us相加，所得波形与三角波比较，就产生了PWM波，控制桥臂的通断。
总之，输出电流和电网电压的同频、同相的要求是通过电流跟踪控制实现的。
2.6 PWM脉宽调制波的产生
PWM波的产生是通过TMS320F240的全比较单元输出的，频率为20kHz。
从图6可知，调制脉冲的产生是通过将电流指令值与实际电流值比较后，经过P环节，所得到的波形与三角波（频率为20kHz）比较后获得的。
因此MOS管Q3、Q4、Q5、Q6（见图2）脉冲的产生时刻可以从图8得出，参照正弦波与三角波调制，两者相交决定了PWM的脉冲时刻。
实际由采样的波形（实际上是阶梯波）与三角波相交，由交点得出脉冲宽度。
本系统是在三角波的底点位置对波形进行采样而形成的阶梯波。
此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽在一个采样周期内的位置是对称的，如图9所示。
图8 同步信号波形
图9 正弦脉宽调制波形
图9（a）正弦波B与三角波的交点决定了Q3的导通时刻；正弦波A与三角波的交点决定了Q5的导通时刻。
图9（b）为Q3的脉冲示意图，同一桥臂上Q3与Q4的脉冲是互补的。
图9（c）为Q5的脉冲示意图，同一桥臂上Q5与Q6的脉冲是互补的。
2.7 TMS320F240软件控制流程
这部分的软件主要分成4块，即主程序，T1下溢中断，T2下溢中断和同步中断。
流程图如图10所示。
T1下溢中断每50μs发生一次，程序主要用来生成PWM波；T2下溢中断每10ms发生一次，程序主要用来产生电流指令；同步中断大约每20ms（网压周期）发生一次。
图10 软件流程图
2.8 系统保护
本系统设计有直流侧过压、欠压，交流侧过流，过热等多种保护。
当出现太阳能电池板的输出电压过压、欠压故障的时候，由TMS320F240向SG3525发出一个信号，封锁DC/DC的脉冲，使其停止工作，当检测到直流电压恢复正常时，DC/DC又自动复位开始工作；当出现交流过流、过热故障时，程序进入中断服务子程序，封锁所有驱动信号。
当故障排除后，手动复位，系统重新启动。
3 主要元器件选择与实验波形
推挽式电路MOS管选用的是IRFP350（耐压400V，漏源额定电流为16A）。
桥式逆变电路MOS管选用的是IRFPC40（耐压600V，漏源额定电流为6.8A）。
DC/DC滤波电感L1选用1.2mH,DC/AC滤波电感L2选用33.4mH。
图11是逆变器输出侧并网时电压和电流的波形。
电网侧电压为220±20％，电流的有效值为1A左右。
4 结语
本文阐述了一种小功率光伏并网逆变器的控制系统。
DC/DC控制器的拓扑结构采用推挽式电路，是用芯片SG3525来控制的，该电路有效地防止了偏磁；DC/AC逆变器为全桥逆变电路，是用DSP来控制的，由于DSP的运算速度比较高，因此逆变器的输出电流能够很好地跟踪电网电压波形。
该光伏并网逆变器控制方案的有效性在实验室得到验证。
该控制系统能确保逆变电源的输出功率因数接近1，输出电流为正弦波形。