對于本設計，開關管的選擇主要以它的額定電壓和額定電流為依據(jù)。這里選擇額定電壓為500V,額定電流為20A的IRFP460N溝道增強型MOS管為開關管?？蓾M足設計的要求。為了限制MOSFET門極的驅(qū)動電流，需要在門極串聯(lián)限流電阻，防止由過流導致的器件損壞。

　　2.3 濾波電路

　　經(jīng)過兩路SPWM信號的驅(qū)動在負載電阻上產(chǎn)生的電壓波形是按正弦規(guī)律變化的方波。它是一個雙極性的SPWM波形。實際需要的是頻率為50Hz的正弦波，因此需要將SPWM波進行濾波。一般的PWM逆變器采用LC低通濾波器。對于LC濾波器的設計，首先考慮濾波器的截止頻率，LC濾波器的截止頻率見式（1）。

　　綜合考慮濾波器輸出電壓諧波失真度、系統(tǒng)的動態(tài)響應以及體積、重量等因素，選取截止頻率，選取， .

　　2.4 推挽升壓電路

　　推挽升壓電路采用兩個參數(shù)相同的MOSFET管和升壓變壓器組成，推挽變壓器的特點是效率高，損耗低，適用于低輸入高輸出。推挽升壓電路如圖3所示，采用兩個MOS管分別開通的結構，選取IPRF250場效應管，額定電流為30A,額定電壓為250V,在可以滿足要求的同時內(nèi)阻較小，是為合理的選擇[3].

　　3.系統(tǒng)軟件設計

　　CPU主要功能是完成閉環(huán)PI控制算法、發(fā)送SPWM脈沖、故障保護、數(shù)據(jù)顯示和遠程通信。系統(tǒng)軟件主要是對STM32芯片的編程，開發(fā)環(huán)境采用德國Keil公司KeiluVision4軟件，編程語言采用C語言[4,5].

　　程序由主程序和若干子程序：通信程序、采樣子程序、PWM中斷程序、顯示程序等組成。進入PWM中斷后，首先對各路反饋信號進行采集和處理，該流程圖如圖4所示，然后經(jīng)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器運算后產(chǎn)生PWM脈沖輸出，經(jīng)驅(qū)動電路隔離放大后驅(qū)動MOSFET,實現(xiàn)整個逆變電源系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

　　逆變器采用全數(shù)字控制，所有參數(shù)均能通過顯示面板進行設置，數(shù)碼管夠?qū)崟r顯示逆變器系統(tǒng)的輸入電壓、輸入電流、輸出電流、輸出電壓、運行狀態(tài)、故障信息等，當發(fā)生故障時，CPU將所有PWM脈沖全部封鎖，然后將過壓、過流、過載等故障信息顯示出來，并且蜂鳴器發(fā)聲報警。

　　4.實驗結果

　　其中圖5（a）是CPU發(fā)出的兩路互補對稱的SPWM脈沖波形，死區(qū)時間是3us;圖5（b）是全橋逆變電路其中一個橋臂上下MOSFET的驅(qū)動波形；圖5（c）是逆變器輸出交流正弦電壓波形；圖5（d）是逆變器電流輸出波形。從圖中我們可看出逆變器輸出電壓波形幾乎不失真，輸出電流THD控制在5%以內(nèi)，達到了很好的控制效果。

　　5.總結

　　本文提出的一種ARM控制的逆變器的設計方案，是基于ARM（STM32F107）的全數(shù)字控制的逆變器，其具有高、小體積、全數(shù)字等特點，所有電源參數(shù)直接通過人機界面設定并存儲，并具備與上位機遠程通信的功能。實驗表明，該方案中做設計的逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動功能，當出現(xiàn)過流、過壓、過載情況時，能夠迅速封鎖PWM脈沖和關斷MOSFET,并及時將故障信息顯示出來，實現(xiàn)了逆變器的智能化。（作者：王澤庭，王鵬，呂冠達）