基于1500W PWM的肌腱逆变器电路

在这篇文章中，可以研究一种基本但相当高效的基于1500W PWM的肌腱逆变器电路。该设计利用非常普通的部件来完成强大的SPWM型逆变器电路。

主要规格

功率输出：500瓦至1500瓦可调

输出电压：120V或220V，根据变压器规格

输出频率：50Hz或60Hz根据要求。

工作电源：24V 至 48V

电流：取决于 MOSFET 和变压器额定值

输出波形：SPWM（可滤波实现纯正弦波）

设计

所提出的1500瓦PWM正弦波逆变器采用极其基本的概念设计，通过几个IC 4017和一个单IC 555。

在这个概念中，IC
4017输出的时序逻辑是通过选择和跳过后续引脚排列来配置的，这样最终的时序就会产生一个不错的SPWM，就像接通连接的MOSFET和变压器一样。

完整的原理图可以在下图中可视化：

逆变器的工作原理可以从以下解释中理解：

电路操作

可以看出，两个IC 4017级联形成一个18引脚排序逻辑电路，其中来自IC 555的每个负脉冲或频率在两个4017
IC的每个指示输出上产生移位输出序列，从上部IC的引脚#9到下部IC的引脚#2， 当序列重置以重新启动循环时。

我们可以看到，IC 4017的输出是通过跳过和组合输出引脚排列组来智能分接的，这样切换到MOSFET即可获得以下波形：

根据波形，通过消除IC的相关引脚排列，可以看到开始和结束序列被跳过，同样，第二个和第6个引脚排列也被跳过，而第二个，第4个，第5个，第6个引脚排列被连接起来，以便在两个4017
IC的输出端上实现像SPWM一样的脉冲形式。

在这里，我们可以看到消除了初始块，以便SPWM波形可以匹配实际正弦波的初始最低RMS值，接下来的两个交替块模仿正弦波内的平均上升RMS，而中间的3个块试图复制指数上升的正弦波的最大RMS。

当上述PWM格式应用于MOSFET的栅极时，MOSFET以推挽方式交替执行具有相同开关格式的变压器初级开关。

这迫使次级同步遵循具有相同波形的感应模式，最终导致创建所需的AC
220V，具有上述SPWM波形模式。变压器输出绕组上适当尺寸的LC滤波器最终可能使次级侧获得完美的正弦波形。

因此，当该SPWM的结果输出被滤波时，应该有望导致正弦波输出的复制，这可能适合操作大多数电器。

振荡器级

这里采用普通的 IC 555 非稳态，用于创建所需的时钟脉冲，以便为级联 4017 IC 供电，并在其输出引脚配置上启用时序逻辑。

必须精确计算与IC 1相关的R2、R1和C555，以便引脚#3能够在约900%占空比下产生约50Hz的频率。900 Hz输出变得必要，以便18
IC的4017个引脚排列的排序使BJT在两个通道上以50 Hz触发，并在大约150 Hz下斩波单个50 Hz模块。

关于MOSFET和变压器

上述1500瓦SPWM逆变器电路的MOSFET和变压器是决定总功率输出的两个要素。要获得 1500 瓦输出，请确保电池电源不低于 48V，在 500
Ah，而变压器可以在 40-0-40V/40 安培左右。如果使用 4620V 电池，则每个 MOSFET 可以是
IRFS48TRLPBF，每个通道上都需要一对并联这些 MOSFET，以确保在输出端正确提供完整的 1500 瓦功率