基于EG8010的能量回馈装置设计
孔中华,潘天炜,于凯,吴琼
【摘 要】随着现代电力电子技术的不断发展，社会对节能要求越来越高。本文主要介绍了一个单相全桥电路组成的逆变电源及恒流源构成的能量回馈系统，逆变拓扑采用单相全桥电路，其MOS管的驱动电路采用IR2110芯片，主控制器选用EG8010芯片。实验结果表明，该模拟逆变电源能产生高精度频率可调的正弦波电压，能量回馈效率高。 【期刊名称】宁波工程学院学报 【年(卷),期】2018(030)004 【总页数】5
【关键词】EG8010;IR2110;BOOST恒流;能量回馈 修回日期：2018-11-14
基金项目：宁波ZD-A01-工业重大科技专项(2015B92005);浙江省大学生科创项目(2018R42002)、(2018R42003)
0 引言
能量回馈通常指将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈装置变换成电能（再生电能）并送回给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间内消耗的电网电能下降，从而达到节约电能的目的。电力电子技术的发展给再生能量的回收利用提供了诸多解决方法，能量回馈制动技术呈现多个方面的发展[1]。本文介绍了一种电能回馈给电网的装置，主电路拓扑采用DC-AC加中间连接系统加AC-DC，再回到DC-AC。采用单相正弦波逆变器专用芯片EG8010[2]产生SPWM波结合驱动芯片IR2110[3]的输出驱
动功率主板，逆变输出频率为50Hz正弦波。其中中间连接装置采用的是工频变压器。AC-DC采用全桥整流系统，为了实现能量回馈要求，输出电压高于输入电压，最后一级采用升压装置。通过以上的设计，使得电能很好回馈输入系统。
1 主电路及原理运算关系
如图1所示，变流器1逆变电源的控制电路以EG8010芯片为核心。中间连接单元采用工频变压器。变流器2采用全桥整流及恒流升压变化，整个装置设置有过流保护、频率可调、死区时间可调、过压保护等功能。
2 逆变主电路及其驱动电路
2.1 逆变主电路
逆变主电路采用EG8010作为主控芯片。EG8010芯片有2种不同的频率模式：可调节频率模式、固定频率模式。此次逆变电源设计采用单极性调制方式，含有2种频率模式。在频率不可调模式下，将FRQSEL0和FRQSEL1设为0Hz固定为50Hz，在频率可调的模式下，将FRQSEL0和FRQSEL1设为10Hz，频率可调范围为0Hz~100Hz。单极性调制模式下电压反馈的原理是：EG8010芯片的13号引脚VFB收到由电压采样反馈电路收集的逆变器输出电压，通过将反馈电压与内部的基准电压3V进行比较，芯片会通过自身内部电路对输出电压进行调整。当逆变电源输出电压高于基准电压，芯片13号引脚VFB上的电压也会随之升高，这时内部电路会进行误差计算，并且会调整芯片自带的幅度因子乘法器系数，来降低输出电压，最终达到稳压的目的。当逆变器输出电压小于基准电压，内部电路也会相应的去调整系数，来实现稳压。电路的工作原理是：EG8010采用单极性调制时Q1和Q2管做 SPWM 调制输出，Q3和
Q4做基波输出，输出波形高频谐波通过电感L1和电容COUNT组成的低通滤波器消除。为了提高电源效率全桥MOS采用IRFP4110，其导通电阻为3.7mΩ。 2.2 驱动电路
逆变器驱动电路如图3所示采用IR2110芯片。IR2110是一款双通道、栅极驱动、高速高压的专用驱动芯片，兼容TTL和CMOS信号输入，有电平转换功能，仅需一路供电电源，高压端的浮地电源采用自举电容实现，高压端的工作电压可达500V并设有过流等保护功能，工作频率最高可达500kHz，特别适合于同时驱动桥式电路同一桥臂的上下两个开关管。
3 变流电路
3.1 整流电路
如图4所示为前级整流电路，逆变器经过变压器隔离后通过该整流桥，将交流电整为直流。C1、C2、C3、C4为4个滤波电容，加强整流的效果，使之更加平缓。同时为了提高系统效率，整流二极管采用肖特基管BC3010。 3.2 BOOST恒流回馈电路
如图5所示选用UC3845作为主控芯片，4号脚为频率控制脚；1、2号脚之间接补偿；3号脚接电流检测；6号脚PWM输出驱动MOS管。恒流原理主要是利用LM358芯片，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式。在实际电路中仅使用了一个放大器，作为同相比例放大器。放大器正端接电流检测，经过电流检测电阻成为电压信号传入放大器，反馈电阻与反向端电阻经过比较，放大同相端的电压，输入到UC3845芯片，改变占空比，进而达到恒
基于EG8010的能量回馈装置设计
