正弦波高频逆变器全新设计，不用单片机也可以

设计正弦波逆变器时，大多数人会选择使用单片机来实现制作。虽然单片机能够带来精度高正弦波波形规范的好处，但是对于一些新手来说单片机并不是那么容易掌握的。所以本篇文章提供了一种通过硬件来实现高频纯正弦SPWM逆变电源后级电路的方法，这种方法步骤简单，非常易于掌握。

本电路优点：1、电路极简单，可能为世界上最简单的分立SPWM电路2、单电源宽电压供电（10V-30V）3、输出最大占空比高，仿真时最大占空比已经接近100%。这将导致母线电压利用率高，母线电压340V就足够产生230V的工频正弦交流电。4、隔离输出，受外围电路干扰少。系统框图如下。

图1系统框图本电路没有使用稳压反馈，故稳压功能全靠前级完成前级一般由SG3525或者TL494组成，图1中由于使用了虚拟双电源，因此单电源供电即可，所以省略一个辅助电源变压器。LM7809将电池电压降为稳定的9V，这使得电路可以在宽电源（10V-30V）情况下工作，TDA2030为核心组成了虚拟双电源，将正9V变成正负4.5V的双电源。NE555及周边元件组成频率约为20KHz的高线形度三角波振荡器，如图，在NE555的2和6脚可以得到在3V和6V之间运动的三角波。IC1为LM324，IC1A及周边元件组成50Hz工频正弦振荡器，产生幅度4。5V的正弦波（对于产生的虚地），圈一电位器将这个正弦波幅度分压到3.5V。

IC1B和IC1C及周边元件组成精密整流电路，将正弦波变成3V赋值的馒头波。这个馒头波要去和NE555的三角波比较，三角波和馒头波的幅值虽然向同，都是3V，但是这个馒头波的最低电位比三角波的高1.5V。因此，IC1D及周边元件组成减法电路，将馒头波整体下调1。5V，这样三角波和馒头波就可以比较了。LM393B进行比较工作，产生同相位的SPWM波，此波与LM393A组成的正弦波-方波转换器输出的同步方波送入CD4081等组成的编码电路进行编码，产生最终驱动功率管的SPWM信号。两个20K电阻和47P电容用于产生死区于高频臂。本电路设计巧妙的地方之一就是虚地和实地的转换。LM393A之前电路是工作在虚地状态的，而LM393之后的电路却变成了实地。因为4.5V的交流（对于虚地）对于实地来说是个9V的脉冲。LM393B周边电路也是类似原理。然后看H桥电路图。

图2 H桥电路图图2是H桥电路。注意；三个TLP250边上的接地符号一定接驱动板的实地!功率管的地也可与前级共地（接电瓶）。也可以前后级隔离。H桥图中的12V电压可以由主变压器的分绕组+LM7812提供（前后级隔离方案），也可以直接由电池提供（12V供电情况下，前后级不隔离，共地状态）。先分析左边的高频臂；下臂的IRFP460采用光藕直接驱动，上臂的IRFP460采用自举电容+光藕驱动。工作原理简述；当下臂导通时，高频桥的功率管的中点相当于接地，此时104的自举电容通过FR107和下臂管充电，当下臂管关断上臂导通时，104电容与地隔离，当TLP250内部三极管导通后，相当于给上臂管的GS之间施加一个电压，因此上臂管可以在与之对应TLP250的控制下导通和关断。再分析右边的工频臂；这一部分的电路使用了适合制作的大功率方波逆变器里的一个半桥。当TLP250输出高电平时，工频桥下臂导通，此时工频桥中点等效接地，此时1uF电容通过FR107和下臂管充电。但由于那个三极管也导通，导致上臂管此时GS间相对电压为零，因此上臂管截止。当TLP250输出低电平时，下臂管和那个三极管都关断。三极管的关断和电容上储存的电压导致上臂管导通。工频臂就是这么工作的，因此要么上管导通，要么下管导通。由于SPWM3是50Hz的脉冲，所以可以在工频桥中点得到50Hz、占空比50%的交流电压。两个1mH电感、和一个400V 40uF电容用来完成高频滤波的任务，把高频SPWM方波变成50Hz的正弦波。

以上就是对于原理的分析，下面说一说原理分析。

1、组装电路。2、查看A点波形，应该为50Hz幅值4。5V（对虚地）的正弦波。3、调整圈1电位器使其滑动端（B）对虚地有3V幅值（对虚地）的正弦波脉冲，此时在C点可以看到幅值3V频率100Hz的馒头波（对虚地）。4、调整圈2电位器，是其滑动端对地（实地）有1.5V电压，此时在D点可以看到幅值3V对实地向上偏移3V的馒头波。5、测试E点，可以看到一个对实地向上偏移3V幅值3V频率20KHz左右的三角波，F输出幅值9V的50Hz脉冲方波。6、在LM393B的输出端应该可以测到幅值为9V的SPWM脉冲。7、测试SPWM1-3的波形，是否如图3所示。

图3需要注意的是，本篇文章当中的这套设计放弃了单片机，完全依靠仿真来实现，所以在实际设计当中会遇到一些小问题。不过都在能够解决的范围之内。在阅读过本篇文章之后希望大家能够自己动手进行实际操作来巩固学习到知识。