SPWM桥式逆变电路湖南工学院(3)

4过流保护

电流过大可以使驱动信号关断，以达到保护开关管避免因为开关管因为电流过大而烧毁管子的目的。本文采用的是电流互感器的方法来测量电流的，采用电流互感器测量电流。电流互感器可以将电流量线性变换为电压量，通过测量电压可以方便的测量电流，电流电压变换器可以作测量用时与被测电路隔离，因此对被测电路的影响较小，并且，具有能耗小，频带宽，信号还原性好，价格便宜等优点，所以选用电流互感器这种方案。

过电流保护原理如图8所示，图中的电阻R17称为检测电阻，一般比较小，R13尽量大一点，可以忽略其对检测电阻的分流作用。LM311接成电压比较器的形式，5V基准电压通过R14、R18组成的分压电路分压后接入电压比较器的同相端，作为给定基准电压，来自霍尔电流传感器的逆变器输入电流信号经滤波电路后与基准电压进行较，正常工作时电压比较器输出高电平。短路发生时，逆变器输入电流增加，使得霍尔电流传感器输电压增加，电压比较器输入电压大于基准电压，电压比较器输出由高电平变低电平，从而通过控制核心使驱动信号迅速关断。

图8过电流保护电路

也可以采用电阻采样的方法测量电流，在负载端串联一个采用电阻，对采用电阻两端电压进行差分放大，根据欧姆定律换算成电流值，测量是需要一高精度的无感电阻器作为采样电阻，该方案优点是信号还原好，缺点是电路比较复杂，功耗比较大。所以不选用这种做法。

5电路元件清单

表1 电路元件清单

序号 1 2 3 4 5 6

元件名称 二极管 单稳态触发器

电阻 电感 集成电路芯片 自举电容

型号 SN5408 CD4538 7Ω 14mH IR2110 33μF

数量 4 1 1 1 1 1

6单极性SPWM单相桥式逆变电路总图

见附录A

7MATLAB建模与仿真

7.1主电路仿真图的设计

图9 主电路仿真图

7.2控制电路仿真图的设计

图9 控制电路仿真图

7.3进行单极性SPWM仿真

调制深度为0.5，输出基波频率为50HZ,载波频率设为基波的15倍，仿真时间设为0.06s

图10单极性SPWM对话框示意图

仿真结果如下：

图11 单极性SPWM单相m=0.5时的仿真波形图

仿真结果分析：

输出电压为单极性SPWM型电压，脉冲宽度符合正弦变化规律。直流电流同样含有直流分量，15倍基频的交流分量以及与开关频率有关的更高次谐波分量。但负载电流以开关频率向直流电与回馈的情况较双极性调制时大大减少，因此直流电流的开关次谐波大大小于双极性情况。

对输出的交流电压进行FFT分析，可得频谱图： 由图可知：

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