1、電路極簡單，可能為世界上最簡單的分立SPWM電路

 

2、單電源寬電壓供電（10V-30V）

 

3、輸出最大占空比高，仿真時最大占空比已經接近100%。這將導致母線電壓利用率高，母線電壓340V就足夠產生230V的工頻正弦交流電。

 

4、隔離輸出
，受外圍電路幹擾少。

 

係統框圖如下。

圖1係統框圖

 

本電路沒有使用穩壓反饋
，故穩壓功能全靠前級完成前級一般由SG3525或者TL494組成，圖1中由於使用了虛擬雙電源，因此單電源供電即可
，所以省略一個輔助電源變壓器。

 

LM7809將電池電壓降為穩定的9V，這使得電路可以在寬電源（10V-30V）情況下工作，TDA2030為核心組成了虛擬雙電源，將正9V變成正負4.5V的雙電源。NE555及周邊元件組成頻率約為20KHz的高線形度三角波振蕩器，如圖
，在NE555的2和6腳可以得到在3V和6V之間運動的三角波。IC1為LM324，IC1A及周邊元件組成50Hz工頻正弦振蕩器
，產生幅度4。5V的正弦波（對於產生的虛地），圈一電位器將這個正弦波幅度分壓到3.5V。

IC1B和IC1C及周邊元件組成精密整流電路，將正弦波變成3V賦值的饅頭波。這個饅頭波要去和NE555的三角波比較，三角波和饅頭波的幅值雖然向同
，都是3V，但是這個饅頭波的最低電位比三角波的高1.5V。因此，IC1D及周邊元件組成減法電路

，將饅頭波整體下調1。5V，這樣三角波和饅頭波就可以比較了。LM393B進行比較工作
，產生同相位的SPWM波，此波與LM393A組成的正弦波-方波轉換器輸出的同步方波送入CD4081等組成的編碼電路進行編碼，產生最終驅動功率管的SPWM信號。兩個20K電阻和47P電容用於產生死區於高頻臂。本電路設計巧妙的地方之一就是虛地和實地的轉換。LM393A之前電路是工作在虛地狀態的
，而LM393之後的電路卻變成了實地。因為4.5V的交流（對於虛地）對於實地來說是個9V的脈衝。LM393B周邊電路也是類似原理。

 

圖2 H橋電路圖

 

圖2是H橋電路。注意；三個TLP250邊上的接地符號一定接驅動板的實地!功率管的地也可與前級共地（接電瓶）。也可以前後級隔離。H橋圖中的12V電壓可以由主變壓器的分繞組+LM7812提供（前後級隔離方案），也可以直接由電池提供（12V供電情況下
，前後級不隔離，共地狀態）。

 

先分析左邊的高頻臂
；下臂的IRFP460采用光藕直接驅動
，上臂的IRFP460采用自舉電容+光藕驅動。工作原理簡述；當下臂導通時
，高頻橋的功率管的中點相當於接地，此時104的自舉電容通過FR107和下臂管充電，當下臂管關斷上臂導通時，104電容與地隔離，當TLP250內部三極管導通後
，相當於給上臂管的GS之間施加一個電壓，因此上臂管可以在與之對應TLP250的控製下導通和關斷。

 

再分析右邊的工頻臂
；這一部分的電路使用了適合製作的大功率方波逆變器裏的一個半橋。當TLP250輸出高電平時
，工頻橋下臂導通，此時工頻橋中點等效接地，此時1uF電容通過FR107和下臂管充電。但由於那個三極管也導通
，導致上臂管此時GS間相對電壓為零，因此上臂管截止。當TLP250輸(shu)出(chu)低(di)電(dian)平(ping)時(shi)，下(xia)臂(bi)管(guan)和(he)那(na)個(ge)三(san)極(ji)管(guan)都(dou)關(guan)斷(duan)。三(san)極(ji)管(guan)的(de)關(guan)斷(duan)和(he)電(dian)容(rong)上(shang)儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)壓(ya)導(dao)致(zhi)上(shang)臂(bi)管(guan)導(dao)通(tong)。工(gong)頻(pin)臂(bi)就(jiu)是(shi)這(zhe)麼(me)工(gong)作(zuo)的(de)，因(yin)此(ci)要(yao)麼(me)上(shang)管(guan)導(dao)通(tong)，要(yao)麼(me)下(xia)管(guan)導(dao)通(tong)。由(you)於(yu)SPWM3是50Hz的脈衝，所以可以在工頻橋中點得到50Hz
、占空比50%的交流電壓。

 

兩個1mH電感、和一個400V 40uF電容用來完成高頻濾波的任務，把高頻SPWM方波變成50Hz的正弦波。

 

 

1、組裝電路。

 

2
、查看A點波形
，應該為50Hz幅值4。5V（對虛地）的正弦波。

 

3
、調整圈1電位器使其滑動端（B）對虛地有3V幅值（對虛地）的正弦波脈衝，此時在C點可以看到幅值3V頻率100Hz的饅頭波（對虛地）。

 

4
、調整圈2電位器
，是其滑動端對地（實地）有1.5V電壓
，此時在D點可以看到幅值3V對實地向上偏移3V的饅頭波。

 

5、測試E點，可以看到一個對實地向上偏移3V幅值3V頻率20KHz左右的三角波

，F輸出幅值9V的50Hz脈衝方波。

 

6
、在LM393B的輸出端應該可以測到幅值為9V的SPWM脈衝。

 

7、測試SPWM1-3的波形，是否如圖3所示。

圖3

 

需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)當(dang)中(zhong)的(de)這(zhe)套(tao)設(she)計(ji)放(fang)棄(qi)了(le)單(dan)片(pian)機(ji)

，完(wan)全(quan)依(yi)靠(kao)仿(fang)真(zhen)來(lai)實(shi)現(xian)
，所(suo)以(yi)在(zai)實(shi)際(ji)設(she)計(ji)當(dang)中(zhong)會(hui)遇(yu)到(dao)一(yi)些(xie)小(xiao)問(wen)題(ti)。不(bu)過(guo)都(dou)在(zai)能(neng)夠(gou)解(jie)決(jue)的(de)範(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei)。在(zai)閱(yue)讀(du)過(guo)本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)之(zhi)後(hou)希(xi)望(wang)大(da)家(jia)能(neng)夠(gou)自(zi)己(ji)動(dong)手(shou)進(jin)行(xing)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)來(lai)鞏(gong)固(gu)學(xue)習(xi)到(dao)知(zhi)識(shi)。