基于1500W PWM的肌腱逆變器電路

在這篇文章中，可以研究一種基本但相當高效的基于1500W PWM的肌腱逆變器電路。該設計利用非常普通的部件來完成強大的SPWM型逆變器電路。

主要規(guī)格

功率輸出：500瓦至1500瓦可調

輸出電壓：120V或220V，根據(jù)變壓器規(guī)格

輸出頻率：50Hz或60Hz根據(jù)要求。

工作電源：24V 至 48V

電流：取決于 MOSFET 和變壓器額定值

輸出波形：SPWM（可濾波實現(xiàn)純正弦波）

設計

所提出的1500瓦PWM正弦波逆變器采用極其基本的概念設計，通過幾個IC 4017和一個單IC 555。

在這個概念中，IC
4017輸出的時序邏輯是通過選擇和跳過后續(xù)引腳排列來配置的，這樣最終的時序就會產生一個不錯的SPWM，就像接通連接的MOSFET和變壓器一樣。

完整的原理圖可以在下圖中可視化：

逆變器的工作原理可以從以下解釋中理解：

電路操作

可以看出，兩個IC 4017級聯(lián)形成一個18引腳排序邏輯電路，其中來自IC 555的每個負脈沖或頻率在兩個4017
IC的每個指示輸出上產生移位輸出序列，從上部IC的引腳#9到下部IC的引腳#2， 當序列重置以重新啟動循環(huán)時。

我們可以看到，IC 4017的輸出是通過跳過和組合輸出引腳排列組來智能分接的，這樣切換到MOSFET即可獲得以下波形：

根據(jù)波形，通過消除IC的相關引腳排列，可以看到開始和結束序列被跳過，同樣，第二個和第6個引腳排列也被跳過，而第二個，第4個，第5個，第6個引腳排列被連接起來，以便在兩個4017
IC的輸出端上實現(xiàn)像SPWM一樣的脈沖形式。

在這里，我們可以看到消除了初始塊，以便SPWM波形可以匹配實際正弦波的初始最低RMS值，接下來的兩個交替塊模仿正弦波內的平均上升RMS，而中間的3個塊試圖復制指數(shù)上升的正弦波的最大RMS。

當上述PWM格式應用于MOSFET的柵極時，MOSFET以推挽方式交替執(zhí)行具有相同開關格式的變壓器初級開關。

這迫使次級同步遵循具有相同波形的感應模式，最終導致創(chuàng)建所需的AC
220V，具有上述SPWM波形模式。變壓器輸出繞組上適當尺寸的LC濾波器最終可能使次級側獲得完美的正弦波形。

因此，當該SPWM的結果輸出被濾波時，應該有望導致正弦波輸出的復制，這可能適合操作大多數(shù)電器。

振蕩器級

這里采用普通的 IC 555 非穩(wěn)態(tài)，用于創(chuàng)建所需的時鐘脈沖，以便為級聯(lián) 4017 IC 供電，并在其輸出引腳配置上啟用時序邏輯。

必須精確計算與IC 1相關的R2、R1和C555，以便引腳#3能夠在約900%占空比下產生約50Hz的頻率。900 Hz輸出變得必要，以便18
IC的4017個引腳排列的排序使BJT在兩個通道上以50 Hz觸發(fā)，并在大約150 Hz下斬波單個50 Hz模塊。

關于MOSFET和變壓器

上述1500瓦SPWM逆變器電路的MOSFET和變壓器是決定總功率輸出的兩個要素。要獲得 1500 瓦輸出，請確保電池電源不低于 48V，在 500
Ah，而變壓器可以在 40-0-40V/40 安培左右。如果使用 4620V 電池，則每個 MOSFET 可以是
IRFS48TRLPBF，每個通道上都需要一對并聯(lián)這些 MOSFET，以確保在輸出端正確提供完整的 1500 瓦功率