基于SG3525A的太陽能逆變電源設(shè)計(jì)

引言
本文涉及的是光明工程中一個(gè)課題的具體技術(shù)問題。該課題的基本原理是逆變器由直流蓄電池供電，用太陽能為蓄電池充電，然后逆變電源輸出220V、50Hz的交流電供用戶使用。在研制過程中，有時(shí)隨機(jī)出現(xiàn)燒毀大功率管的現(xiàn)象，本文對(duì)這一現(xiàn)象給出了解決方案。

圖1  SG3525A驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路圖

圖2  逆變器工作過程中波形圖

（a）

(b)

圖3 (A)逆變器緩啟動(dòng)(B)逆變器硬啟動(dòng)

SG3525A和逆變電源
本課題研發(fā)的逆變器使用的核心器件是SG3525A，以下分別簡述其基本性能和工作過程。
SG3525A基本性能
SG3525A PWM型開關(guān)電源集成控制器包括開關(guān)穩(wěn)壓所需的全部控制電路，設(shè)有欠壓鎖定電路和緩啟動(dòng)電路可提供精密度為5V±1%的基準(zhǔn)電壓。其開關(guān)頻率高達(dá)200KHz以上，適合于驅(qū)動(dòng)N溝道MOS功率管。本課題使用SG3525A產(chǎn)生50Hz的準(zhǔn)正弦方波，為逆變器提供輸出功率信號(hào)，去推動(dòng)N溝道MOS功率管90N08，如圖1所示。
逆變器工作過程
當(dāng)SG3525A被加電后(12V)會(huì)輸出兩列50Hz反向的方波，其幅度為9V。這兩路方波分別進(jìn)入G1、G2、G3、G4所示的四條支路(圖1)，經(jīng)各電路分別調(diào)整后輸出，輸出脈沖序列如圖2(B)所示。最終調(diào)制合成為A、B兩端輸出的交流方波。其波形見圖2(A)。該50Hz的序列方波由A、B兩端進(jìn)入電力變壓器DT。通過變壓器升壓后由逆變器電源輸出220V、50Hz交流方波。根據(jù)市場的不同需求生產(chǎn)出200W、600W、800W各個(gè)系列的逆變電源。
 
問題的出現(xiàn)與解決
逆變器在額定負(fù)載條件下能夠長期運(yùn)行，但是當(dāng)進(jìn)行負(fù)載切換時(shí)或者當(dāng)外電路有嚴(yán)重?cái)_動(dòng)時(shí)，偶爾會(huì)發(fā)生大功率管MOSFET90N08燒毀的現(xiàn)象。現(xiàn)以800W逆變器進(jìn)行剖析。
緩啟動(dòng)：如圖3(A)所示狀態(tài)，同時(shí)滿負(fù)載加在逆變器輸出上，然后啟動(dòng)逆變器使之運(yùn)行，一切正常工作。
硬啟動(dòng)：如圖3(B)所示狀態(tài)，即加滿負(fù)載后再閉合開關(guān)K1強(qiáng)行硬啟動(dòng)。這時(shí)就偶爾有大功率場效應(yīng)管短路燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)G3推動(dòng)的大功率管TV3尚未完全關(guān)斷時(shí)，G4開啟了對(duì)應(yīng)的大功率管TV4，如果TV3和TV4同時(shí)開通就會(huì)造成短路現(xiàn)象。此時(shí)就會(huì)燒毀大功率管。而當(dāng)D點(diǎn)和C點(diǎn)、E點(diǎn)和F點(diǎn)進(jìn)行相互交換后兩個(gè)管子開啟的時(shí)間差為100ms左右，這樣就保證了G3和G4的推動(dòng)信號(hào)不會(huì)同一時(shí)刻開啟VT3、VT4，從而避免了短路現(xiàn)象。直到目前尚未發(fā)生因硬啟動(dòng)和外電路干擾而燒毀大功率管的現(xiàn)象。