基于STM32单片机设计的正弦波逆变器300W输出（原理图、PCB图、源代码、设计说明）

基于STM32单片机设计的正弦波逆变器300W输出（原理图、PCB图、源代码、设计说明）

该系统为STM32单片机设计的正弦波逆变器，实现电池电压转220V交流输出；

概要：

市电或其他的交流电可以通过二极管或可控硅的单向导电性整流成直流电供给需要使用直流电的场合。

这种把交流电变换成直流电的过程我们叫做整流，也叫做顺变。那么逆变呢？我们自然地就会想到，应该就是把直流电变换成交流电的过程。逆变电源就是相对于整流器而言通过半导体功率开关器件的开通和关断把直流电变换成交流电的这么一个装置。 逆变电源也叫做逆变器， 附件里分单元地讲一下逆变器主要的单元电路。

主要内容为：

一．电池输入电路

二．辅助电源电路

1. 12V 电池输入的辅助电源电路
2. 24V-48V电池输入的辅助电源电路
3. 多路隔离辅助电源电路

三．高频逆变器前级电路的设计

1. 闭环前级变压器匝数比的设计
2. 准开环前级变压器匝数比的设计

四．高频逆变器后级电路的设计

1. 米勒电容对高压 MOS 管安全的影响及其解决办法
2. IR2110应用中需要注意的问题
3. 正弦波逆变器 LC 滤波器的参数

五．逆变器的部分保护电路

1. 防反接保护电路
2. 电池欠压保护
3. 逆变器的过流短路保护电路的设计
4. IGBT 的驱动和短路保护

制作了这一款纯正弦波逆变器。设计功率在300W。从DC升压到SPWM产生正弦波，均采用stm32c8t6（STM32C8T6数据手册）作为主控芯片，并同时提供高压，低压，过功率，和短路保护功能。现开源。希望和喜欢做逆变的朋友交流，共同提高。

一．电池输入电路

逆变器大多用在车载上，利用汽车上的蓄电池和发电机组成的低压直流供电系统供电。这个系统上往往还给其他的用电器供电，所以有必要在逆变器的输入端设计一个输入电路保证能滤除大部分来自直流供电系统的纹波和干扰，同时也滤除逆变器对直流供电系统上其他用电器的干扰。输入电路一般由LC构成，如上图所示：

输入电路设计中需要注意的是L要能过足够的电流不会饱和和过热。LC的参数还要能起到滤波效果。在实际的电路中也往往在节省成本或要求不高时省去L.

二．辅助电源电路。

逆变器除了功率变换回路外，还包含了小信号部分的供电，例如PWM信号芯片的12V供电，运放的单电源或双电源供电，单片机的5V或3.3V供电等。对上述电路提供一个稳定的纯净的电源供电在逆变器中也显得很重要。

1.12V电池输入的辅助电源电路

对于12V电池供电的逆变器，一般经过一级RC滤波给PWM芯片如TL494,SG3525等供电即可。需要注意的是R的压降控制在0.5V-1V比较合适，因为一般PWM芯片最低工作电压在8V左右，为了使电池在10V电压时还能工作，R上的压降不能过大。还有PWM芯片供电电压过低容易引起不工作或对功率MOS管驱动不足。

在要求比较高的情况下可以先把10-15V的电池电压升压到15V,再用L7812降压到稳定的12V给PWM芯片供电，电路如下：

上图中BT为来自12V电池，电压变动范围为10-15V.采用了MC34063单片DCDC芯片比较简单经济地实现了上述功能。

2.24V-48V电池输入的辅助电源电路

在输入24V以上的逆变器中，要是用L7812,LM317之类的线性降压会造成比较大的发热损耗，因此本人设计了一个自激开关式降压电路，现在介绍给大家：在这个电路中，BT输入电压范围可以达到15-60V,而输出稳定在12V.Q6也可以用P型的MOS管。

下面来讲一下这个电路的工作原理，电路起动的瞬间，电源通过R13提供Q6足够大的基极电流，Q6饱和导通，其集电极电流一部分通过L1给C15充电供给负载，一部分储存在L1里。当C15两端的电压超过15V时Q7导通，Q5也导通导致Q6的基极电位上升，电流减小，C11的上端的电位下降，由于C11两端的电压不能突变，Q5基极的电位继续迅速下降，Q6的基极电位迅速上升直到快速关断，Q6关断后L1的储能通过续流二极管D2释放给C15和负载，然后开始下一个周期的循环。

3.多路隔离辅助电源电路

对于需要一路或多路隔离辅助电源供电的时候，一般采用反激式开关电源供电比较好实现

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