基于87C196MH的车载逆变电源设计

单片机对输出电压进行采样，并且实时监控各个故障信号。同时根据输出电压的反馈量调整SPWM的调制比，调节输出电压有效值。

3.2 驱动电路设计

图4所示为驱动电路，该电路的作用就是把单片机输出的SPWM驱动信号经过光耦隔离并适当放大，然后送到IPM模块的相应管脚，进而控制IPM内部IGBT的开通和关断。光耦主要用来实现主电路和控制电路之间的信号连接，满足主电路和控制电路之间的电气隔离。本设计中选用HP公司的光耦HCPL-4503，该芯片有效地起到信号隔离和电压放大作用，完成驱动IPM的目的。

4 实验研究

为了验证本系统控制策略的正确性，对本文所研制的车载逆变器进行了实验测试。车载逆变器带阻性负载，实验样机输入DC电压90 V~120 V;输出AC电压230 V，50 Hz;开关频率3 kHz;最小输出功率为880 W。

在测试实际波形的时候，用数字示波器测量L4981A的PWM输出端，同时使用1:100的高压差分探头，测量直流输出波形，在空载时对DC/DC的驱动信号波形进行采集如图5所示。输入110 V，PWM频率27.66 kHz，占空比为8.45%，直流升压输出电压为405 V。

图6所示为IPM上下桥臂驱动信号的死区时间。由于单片机发出的SPWM信号经光耦后将反向，因此单片机输出的两路互补SPWM信号同是高电平时为死区时间。由图可见，死区时间为15 ?滋s，能够有效地防止上下桥臂直通。

图7所示为输出电压波形，实验中使用了1：1 000的高压差分探头。由图可见实际输出电压为49.60 Hz，有效值为230 V。当输入电压在90 V~120 V间波动及负载阻抗变化时，逆变器的输出电压都能够有效地稳定在230 V/50 Hz交流电压，且谐波含量较小。

本文设计了符合地铁列车应急需求的车载逆变电源，采用IPM模块有效减小了系统体积。使用单片机波形发生单元输出6路SPWM作为IPM的驱动信号，提高了系统的性能，并通过硬件和软件实时检测电压和电流，保证逆变器安全工作。经试验验证，该系统控制方案简单、高效、可靠，具有良好的应用价值。

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