基于EG8010-SPWM纯正弦波逆变器设计

摘要：为满足风力发电系统对纯正弦波逆变器的要求，设计了一种以EG8010-SPWM为核心的逆变器。主电路采用升压斩波电路和单相全桥逆变电路，降低了噪声，提高了效率。控制电路采用EG8010-SPWM纯正弦波逆变发生器芯片，简单可靠、易于调试。实验表明该逆变器输出电源稳定、安全、波形失真小，具有很好的应用前景。

引言

普通逆变器一般包括方波逆变器和修正正弦波逆变，它们输出的电能谐波含量大、带负载能力差。本文介绍一种基于EG8010的户用风力发电系统纯正弦波逆变器的设计。逆变器的额定功率为300W，额定的输入电压为直流24V，输出为单向标准纯正弦电压220V±5%，频率范围50Hz±0.5%，具有过热、过载保护和输出过压保护。

系统整体方案设计

户用风力发电系统纯正弦波逆变器主要由DC/DC转换电路、DC/AC逆变电路、输出电路、控制电路、驱动电路、辅助电源等构成，同时系统中还要对输出的电流和系统的温度进行反馈，监控过压、过流、欠压和过温情况，系统结构框图如图1所示。

工作原理叙述下：24V的直流电源通过DC/DC转换电路调制成所需要的高频直流电压和电流，为后面的逆变提供足够的功率。利用EG8010-SPWM纯正弦波逆变器控制芯片电路产生的SPWM信号通过驱动电路控制功率器件的导通和关断，配合逆变电路，完成逆变过程，将直流电转化为220V/50Hz纯正弦波交流电。保护电路实现过压欠压保护、过流和短路保护、过温保护和过载保护等。辅助电源是将逆变器的输入电压变换成控制电路和驱动电路工作的直流电压。

主电路设计

风力发电系统逆变器的主电路(如图1所示)包括DC/DC变换电路、AC/DC逆变电路、LC滤波电路等，其中逆变电路是整个主电路的核心。DC/DC变换电路的功能一方面调节输出直流电压使之与后级的逆变电路输入相匹配，来减轻逆变电路的控制负担;另一方面完成有源功率因数校正，提高逆变器的输入功率因数并抑止输入电流的高次谐波，本文直流变换电路采用升压斩波电路。逆变电路为单相全桥逆变电路，当输出交流侧接感性负载时需要提供无功功率，因此在每个功率管的集电极与发射极间并联了快恢复二极管，以便为无功功率提供通道。由于逆变器存在死区时间，若不合适会造成上下桥臂通路短路、输出负载端短路，因此需要在逆变桥前串一个熔断器，以起保护作用 。　

 

直流变换电路

由于风力发电最大功率点电压低于交流侧的峰值电压，因而采用Boost DC/DC升压变换器使蓄电池的配置比较灵活，可实现风力发电系统宽范围电压输入，也增大了风力发电系统的经济性能。Boost DC/DC升压变换器由开关管V，续流二极管D，电感L，电容C组成，完成将蓄电池输出的直流电压升压到300V以上，电路如图2所示。