一款基于ARM控制的逆变器电源电路设计方案

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

　　本设计以 ARM 作为控制核心，结合推挽升压电路和 SPWM 逆变电路，实现了将12VDC 输入电压转换为110VAC 交流正弦电压输出。实验表明，该逆变器具有电压纹波小、动态响应高和全数字等特点，能够满足实际需要。

　　1.系统总体方案

　　1.1 总体设计框图

　　如图1 所示，逆变器系统由升压电路、逆变电路、控制电路和反馈电路组成。低压直流电源 DC12V 经过升压电路升压、整流和滤波后得到约 DC170V高压直流电，然后经全桥逆变电路 DC/AC 转换和 LC 滤波器滤波后得到

　　AC110V 的正弦交流电。

　　逆变器以 ARM 控制器为控制核心，输出电压和电流的反馈信号经反馈电路处理后进入 ARM 处理器的片内 AD，经 AD 转换和数字 PI 运算后，生成相应的SPWM 脉冲信号，改变 SPWM 的调制比就能改变输出电压的大小，从而完成整个逆变器的闭环控制。

　　1.2 SPWM 方案选择

　　1.2.1 PWM 电源芯片方案

　　采用普通的 P W M 电源控制芯片，如 SG3525，TL494，KA7500等，此类芯片的优点是能够直接的产生脉宽调制信号，但是它缺点是波形线性不好，而且振荡发生器是依赖充放电电路而产生波形，当要 PWM 芯片产生 SPWM 信号需要附加额外很多电路。

　　逆变器是一种把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220伏50HZ正弦波或方波）的装置。我们常见的应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。简单来讲，逆变器就是一种将直流电转化为交流电的装置。

　　不管是在偏远家村，或是野外需要或是停电应急，逆变器都是一个非常不错的选择。比较常见的是机房会用到的UPS电源，在突然停电时，UPS可将蓄电池里的直流电逆变为交流供计算机使用，从而防止因突然断电而导致的数据丢失问题。

　　本文将介绍两种比较简单的逆变器电路图。并附以简单的逆变器电路图说明，有兴趣的朋友可以研究下，自已动手做一个逆变器也确实是一件非常有成就感的事。以下就是一张较常见的逆变器电路图。

　　以上是一款较为容易制作的逆变器电路图，可以将12V直流电源电压逆变为220V市电电压，电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动，再通过 BG1和BG4驱动，来控制BG6和BG7工作。其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电，这样可以使输出频率比较稳定。在制作时，变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。可根据需要，选择适当的12V蓄电池容量。

　　以下是一款高效率的正弦波逆变器电器图，该电路用12V电池供电。先用一片倍压模块倍压为运放供电。可选取ICL7660或MAX1044。运放1 产生50Hz正弦波作为基准信号。运放2作为反相器。运放3和运放4作为迟滞比较器。其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。运放4和开关管2也同样。它的开关频率不稳定。在运放1输出信号为正相时，运放3和开关管工作。这时运放2输出的是负相。这时运放4的正输入端的电位（恒为0）总比负输入端的电位高，所以运放4输出恒为1，开关管关闭。在运放1输出为负相时，则相反。这就实现了两开关管交替工作。

　　当基准信号比检测信号，也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时，比较器输出0，开关管开，随之检测信号迅速提高，当检测信号比基准信号高一微小值时，比较器输出1，开关管关。这里要注意的是，在电路翻转时比较器有个正反馈过程，这是迟滞比较器的特点。比如说在基准信号比检测信号低的前提下，随着它们的差值不断地靠近，在它们相等的瞬间，基准信号马上比检测信号高出一定值。这个“一定值”影响开关频率。它越大频率越低。这里选它为0.1~0.2V。

　　编辑点评：方波输出的逆变器效率高，对于采用正弦波电源设计的电器来说，除少数电器不适用外大多数电器都可适用，正弦波输出的逆变器就没有这方面的缺点，却存在效率低的缺点，如何选择这就需要根据自己的需求了。

关键字：ARM控制逆变器电源电路引用地址：一款基于ARM控制的逆变器电源电路设计方案

上一篇：基于ARM的智能家居监控系统设计
下一篇：ARM Cortex M3/M4微控制器最大效率设计三秘诀

推荐阅读

2018年10月16日 | 一款靠太阳能发电的柔性传感器可监控心脏与大脑

近日，日本理化学研究所（RIKEN）与东京大学的研究人员合作，开发出一种超柔性、使用太阳能自主供电的有机传感器，可以对心脏和大脑进行监控。据报道，研究人员直接将可用来测量不同生物功能（biological function）的有机电化学晶体管感测元件，集成到一个柔性的有机太阳能电池中，这种自主供电的装置可以直接安装在人体皮肤或组织上，医疗应用潜力无穷...

2019年10月16日 | 中国工业机器人的润滑油技术目前处于什么水平

（文章来源：中国机器人网）工业4.0时代离不开工业机器人的大力发展，现阶段，我国机器人制造水平也有了一定的突破，但是作为工业机器人三大核心零部件之一的，目前仍然是制约我国机器人产业发展的瓶颈。由于在核心零部件发展滞后，目前中国工业机器人产业的发展面临巨大挑战。精密减速机是一种精密的动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将的回...

2020年10月16日 | 野火STM32 Flash&sd卡模拟U盘

在USB库文件mass_mal.c中添加对flash和sd读写的函数，USB库调用这些函数从而实现模拟U盘的功能 1 //mass_mal.c 2 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ 3 #include "..Usersdcardbsp_sdio_sdcard.h" 4 #include "..Userspi_flashfatfs_flash_spi.h" 5 #include "mass_mal.h" 6 #include <stdio....

2021年10月16日 | 马来西亚解封可否解全球缺芯“难题”？

集微网报道，今年以来马来西亚疫情持续升温，当地政府不得不于3月份实施行动管制令，原定6月28日解除封锁的计划也被无限期延长。由此素来有着“半导体重镇”之称的马来西亚牵动着整个产业界的神经，近日该国终于传来了好消息。10月10日，马来西亚政府宣布，由于成人接种率已达到90%，11日起对完全接种新冠疫苗的居民，取消国内外旅游限制，不再需事先核准...

史海拾趣

问答坊 | AI 解惑

蓄电池是通信电源技术维护工作中的重中之重(3) 3 阀控式密封蓄电池的技术维护　　　　（1）要确保有效地抑制蓄电池爆炸恶性事故的发生。蓄电池爆炸有引爆和压爆两种，当电池内部氢气的含量超过4%并有明火时，有可能发生引爆；用ABS塑料做壳体的蓄电池，当内部压强大于40kPa，内部应力发生大的变 ...… 查看全部问答∨	Quartus II 中Tsu/Tco 的约束方法 Tsu/Tco 在Quartus II 的报告中有两种不同含义. 片内的Tsu/Tco 是指前级触发器的Tco 和后级触发器的Tsu, 一般来说都是几百ps 级别的. 可以通过“List Paths”命令查看。这里的Tsu/Tco 主要由器件工艺决定, 工作时在受到温度,电压的影响略有变化.（ ...… 查看全部问答∨
"+SL GETSTATUS xxxxxx "问题 "+SL GETSTATUS xxxxxx "问题如何去掉开发板s3c2410的串口自动反馈信息？比如说，把开发板和pc连在一起，打开pc上的串口软件，再打开开发板上（wince5.0系统）的串口软件就会在pc上串口软件上收到一些信息，每当板子接收到数据时 ...… 查看全部问答∨	大家一开始是如何学习硬件设计的小弟是个菜鸟，还没有入门，现在想学硬件，不知该从何学起，都要学习什么课程，希望大家不涩赐教。… 查看全部问答∨
其实STM32的开发应该更简单！我的意思是，最近看STM32的示例源代码，发现系统开始的配置都是标准的函数库，各种参数也都有规律可循，是不是可以开发一个PC端程序，通过勾选、填写各种参数来自动生成一个工程所需要的开始源代码结构？类似Visual Studio里面那样？我觉 ...… 查看全部问答∨	史上最全的小车资料！！！本帖最后由 paulhyde 于 2014-9-15 02:55 编辑史上最全的小车资料：源程序，各模块详解，电路图，统统一网打尽！！！ [ 本帖最后由帅帅的友哥哥于 2011-8-29 16:02 编辑 ] … 查看全部问答∨
max7219显示问题我的电路板采用C8051f340，利用max7219驱动4位8段数码管，可是总是点不亮！不知道是怎么回事，请高人指点。附显示子程序： sbit DIN_7219=P1^5; sbit LOAD_7219=P1^6; sbit CLK_7219=P1^7; void init7219(void); void write_7219(uchar ad ...… 查看全部问答∨	帮忙设计个硬件电路图设计并制作FPGA开发板，核心器件为ALTERA公司的CYCLONE系列芯片。该开发板具有独立电源、独立下载功能，引脚开放，支持二次开发。开发板包含的硬件模块为：1、FPGA核心板（包括ALTERA公司的CYCLONE系列芯片、开放的IO引脚、有独立工作时钟、独 ...… 查看全部问答∨
Verilog中case 中一个状态在执行过程中,状态发生改变了怎么执行 Verilog中case 中一个状态在执行过程中,状态发生改变了怎么执行,是继续执行本状态还是执行下一个状态？… 查看全部问答∨	请教一个5V通过MOS管控制4.2V的问题本帖最后由 littleshrimp 于 2014-8-12 11:29 编辑想实现的功能是S1闭合时MOS管断开，LOAD由5V直接供电，S1断开时，MOS管导通，LOAD由4.2V供电。如果不考虑充电等其它功能，这个电路可以正常工作吗？使用MOS管的参数如下： … 查看全部问答∨

小广播

蓄电池是通信电源技术维护工作中的重中之重(3) 3 阀控式密封蓄电池的技术维护　　　　（1）要确保有效地抑制蓄电池爆炸恶性事故的发生。蓄电池爆炸有引爆和压爆两种，当电池内部氢气的含量超过4%并有明火时，有可能发生引爆；用ABS塑料做壳体的蓄电池，当内部压强大于40kPa，内部应力发生大的变 ...… 查看全部问答∨	Quartus II 中Tsu/Tco 的约束方法 Tsu/Tco 在Quartus II 的报告中有两种不同含义. 片内的Tsu/Tco 是指前级触发器的Tco 和后级触发器的Tsu, 一般来说都是几百ps 级别的. 可以通过“List Paths”命令查看。这里的Tsu/Tco 主要由器件工艺决定, 工作时在受到温度,电压的影响略有变化.（ ...… 查看全部问答∨
"+SL GETSTATUS xxxxxx "问题 "+SL GETSTATUS xxxxxx "问题如何去掉开发板s3c2410的串口自动反馈信息？比如说，把开发板和pc连在一起，打开pc上的串口软件，再打开开发板上（wince5.0系统）的串口软件就会在pc上串口软件上收到一些信息，每当板子接收到数据时 ...… 查看全部问答∨	大家一开始是如何学习硬件设计的小弟是个菜鸟，还没有入门，现在想学硬件，不知该从何学起，都要学习什么课程，希望大家不涩赐教。… 查看全部问答∨
其实STM32的开发应该更简单！我的意思是，最近看STM32的示例源代码，发现系统开始的配置都是标准的函数库，各种参数也都有规律可循，是不是可以开发一个PC端程序，通过勾选、填写各种参数来自动生成一个工程所需要的开始源代码结构？类似Visual Studio里面那样？我觉 ...… 查看全部问答∨	史上最全的小车资料！！！本帖最后由 paulhyde 于 2014-9-15 02:55 编辑史上最全的小车资料：源程序，各模块详解，电路图，统统一网打尽！！！ [ 本帖最后由帅帅的友哥哥于 2011-8-29 16:02 编辑 ] … 查看全部问答∨
max7219显示问题我的电路板采用C8051f340，利用max7219驱动4位8段数码管，可是总是点不亮！不知道是怎么回事，请高人指点。附显示子程序： sbit DIN_7219=P1^5; sbit LOAD_7219=P1^6; sbit CLK_7219=P1^7; void init7219(void); void write_7219(uchar ad ...… 查看全部问答∨	帮忙设计个硬件电路图设计并制作FPGA开发板，核心器件为ALTERA公司的CYCLONE系列芯片。该开发板具有独立电源、独立下载功能，引脚开放，支持二次开发。开发板包含的硬件模块为：1、FPGA核心板（包括ALTERA公司的CYCLONE系列芯片、开放的IO引脚、有独立工作时钟、独 ...… 查看全部问答∨
Verilog中case 中一个状态在执行过程中,状态发生改变了怎么执行 Verilog中case 中一个状态在执行过程中,状态发生改变了怎么执行,是继续执行本状态还是执行下一个状态？… 查看全部问答∨	请教一个5V通过MOS管控制4.2V的问题本帖最后由 littleshrimp 于 2014-8-12 11:29 编辑想实现的功能是S1闭合时MOS管断开，LOAD由5V直接供电，S1断开时，MOS管导通，LOAD由4.2V供电。如果不考虑充电等其它功能，这个电路可以正常工作吗？使用MOS管的参数如下： … 查看全部问答∨

我想pytjon机器学习入门，应该怎么做呢？学习 Python 机器学习是一个很好的选择，因为 Python 在机器学习领域有着广泛的应用和支持。以下是你可以采取的步骤：学习 Python 基础知识：如果你还不熟悉 Python，建议先学习 Python 的基础知识，包括语法、数据类型、函数、模块等内容。你可以 ...… 查看全部问答∨	我想单片机arm入门，应该怎么做呢？非常好的电子资料，总结很详细，有参考价值，谢谢分享 … 查看全部问答∨
fpga多久可以入门 FPGA的入门时间因人而异，取决于个人的学习能力、背景知识和学习方法等因素。通常情况下，如果你已经具备了一定的数字电路和编程基础，且有一定的学习时间投入，那么通常几个月的时间就可以入门FPGA设计。以下是一些影响入门时间的因素：背景知识： ...… 查看全部问答∨	请问能否详细地讲解fpga延时原理呢？ FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可以重复编程的半导体设备，它允许用户根据需要配置逻辑电路。FPGA在设计时需要考虑延时，因为延时会影响电路的性能，尤其是在高速数字电路中。以下是FPGA中延时的一些基本原理： ...… 查看全部问答∨
我想52单片机编程入门，应该怎么做呢？学习52单片机编程入门可以按照以下步骤进行：了解基础知识：在开始学习之前，建议先了解一些基础知识，包括数字电子技术、微处理器基础、嵌入式系统等方面的知识，这些知识将有助于你更好地理解单片机的工作原理和应用场景。选择学习资源：可以选 ...… 查看全部问答∨	我想单片机编程简单入门，应该怎么做呢？单片机编程的简单入门可以按照以下步骤进行：选择合适的单片机：对于初学者，建议选择一款易于上手的单片机，如Arduino Uno、Raspberry Pi等。这些单片机通常有大量的教程和示例代码，适合初学者学习和实践。学习基本的电子知识：了解一些基本的电 ...… 查看全部问答∨
单片机入门怎么选择作为电子工程师，选择适合的单片机入门可以通过以下步骤：明确目标和需求：确定你想要实现的项目或学习目标。了解你需要单片机来做什么，以及你对其功能和性能有什么要求。考虑技术水平：评估自己的技术水平和经验。如果你是初学者，可能需要选择一 ...… 查看全部问答∨	如何实现深度学习七日入门？深度学习七日入门是一个相对较短的时间，但你仍然可以建立起基本的理解和技能。以下是一个七天入门深度学习的学习计划大纲：第一天：入门基础了解深度学习的基本概念和原理，包括神经网络、前馈神经网络、反向传播等。学习使用Python编程语言和NumP ...… 查看全部问答∨
对于机器学习编程中的入门，请给一个学习大纲以下是一个机器学习编程入门的学习大纲：选择编程语言：选择一门适合机器学习的编程语言，如Python或者R语言。学习编程基础：学习编程语言的基本语法和数据类型。熟悉常用的编程概念，如循环、条件语句、函数等。掌握数据处理和可视化：学习使用相 ...… 查看全部问答∨	我想pcb学习快速入门，应该怎么做呢？快速入门 PCB 设计，你可以按照以下步骤：学习基础知识：了解 PCB 的基本概念，包括 PCB 的组成、工作原理和常见术语。学习电子元件的基本知识，例如电阻、电容、电感等。选择合适的工具：选择一款适合初学者的 PCB 设计软件，例如 KiCad、EasyEDA ...… 查看全部问答∨

2020年10月16日 | 一款基于ARM控制的逆变器电源电路设计方案

设计资源培训开发板精华推荐

2020年10月16日 | 一款基于ARM控制的逆变器电源电路设计方案

设计资源 培训 开发板 精华推荐

设计资源培训开发板精华推荐