基于STM32的单相可调逆变电源设计（能输出稳定的电压电流，也可扩展为三相输出）

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前言

本篇文章主要介绍的是我前段时间做的一个基于STM32H750VB为主控芯片的单相可调逆变电源，额定输入为10V-80V，额定输出电压为220V，额定输出电流为5A。做这个逆变电源的时候还是遇到了很多困难，首先是网上这方面的资料并不多，ACDC的资料不少，但是DCAC的资料少得可怜，在网上查了很久，也问过一些大佬，才勉强把这个小项目完成，故写一篇博客记录我的学习历程和心得，方便我自己对逆变电路知识加深印象，也供志同道合的朋友们相互学习，有不同想法和建议的也可以在评论区评论或者私信我交流！

所有的AD部分的原理图，我都放在博客最后的链接里面，需要的自取。

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一、元器件清单

1.STM32H750芯片一块
2.0.96寸OLED显示屏一块
3.IRS2101STR（MOSFET管）4个
4.IRF540NS（MOSFET管）8个
5.SGM8634（运算放大器）3个
6.ASM1117-3.3（稳压芯片）2个
7.XL2576S-5.0（DCDC电源芯片）1个
8.XL7035（DCDC电源芯片）1个
9.按键5个
10.电容，电阻，电感若干

二、硬件电路

1.STM32H750最小系统

我是自己画了一个STM32H750的最小系统板，没有直接去网上买别人现成的，一个是考虑到成本问题，自己做成本会减小很多，另一个是以后有些需要改动的地方就可以直接在最小系统板上改动电路，而不需要整个单相逆变电路板全部大改，想要加点什么功能也更轻松。
一个单片机最小系统包括以下几个部分：MCU（主控芯片）、电源电路、时钟电路、复位电路和程序加载口。

①MCU

这个就是主控芯片

②电源电路

③复位电路

芯片都会有一个专门的复位引脚，不同的芯片可能引脚不一样吗，但是基础的电路都是一样的、

④时钟电路

⑤程序下载口

然后你可以自由的加一些你需要的外设，比如一些指示灯，USB插口，串口，IIC/SPI的接口等等，总之你需要什么就加上去，然后从引脚处印出来，预留足够的排针对应这些引脚就够了。

2.单相逆变电源主板

（1）电源模块

我在这里提供了三种不同的电平，分别是15V,5V和3.3V。从外接的直流电源取电，20V-25V左右直流电源转为15V，供给驱动模块和逆变模块；再由15V转为5V给H750芯片供电；再由5V转为3.3V给OLED，按键以及采样模块供电。这些电源芯片都是网上能搜到的常规芯片。

（2）按键

按键部分就是一个简单的上拉电阻加上单片机引出的IP和普通按键，按下去的时候，节点处低电平导通，IO就从高电平拉到低电平，单片机就能检测到被按下。

（3）OLED

我这里用的是0.96寸IIC的双色OLED，只需要接上IIC的数据线和时钟线然后一个复位引脚一个片选引脚即可。你要是用的SPI通信的或者其他OLED，引脚部分可以自行修改。

（4）驱动模块

我这里用的驱动芯片是IRS2101，IRS2101S是一款高压、高速功率 MOSFET 高低侧驱动芯片。具有独立的高侧和低侧参考输出通道。IRS2101S采用高低压兼容工艺使得高、低侧栅驱动电路可以单芯片集成，逻辑输入电平兼容低至3.3V 的CMOS 或 LSTTL 逻辑输出电平。 IRS2101STR其浮动通道可用于驱动高压侧 N 沟道功率 MOSFET，浮地通道最高工作电压可达 700VIRS2101S采用 SOIC8 封装可以在-40C至125C温度范围内工作。

编号	名称	功能
1	VCC	供电电源
2	HIN	高侧信号输入
3	LIN	低侧信号输入
4	VSS	地
5	LO	低侧输入
6	VS	高侧浮动地
7	HO	高侧输出
8	VB	高侧浮动电源

这个芯片有四个引脚需要输入信号，一个是15V的供电信号，一个是PWM高侧信号输入，一个是PWM低侧信号输入，另外一个是数字地。输出口同样有四个信号，分别为HO，VS，LO和模拟地。这个驱动的功能是，输入一路PWM信号，在HO和LO口得到互补的PWM波，VS接在对管MOSFET的中间，即上管的S端和下管的D端，利用自举驱动原理驱动上管开关闭合。四个驱动电路输出两对互补的PWM波，一路单相电压，一路单相电流。

（5）逆变模块

主要原理为：HO1、LO1为IR2101驱动模块1驱动，HO2、LO2为IR2101驱动模块2驱动。在任一瞬间，HO1和LO1波形相反，HO2与LO2波形相反，且HO1和HO2波形相反。即整体电路只对应两种工作状态：

第一种工作状态为：直流电流通过Q1mos管流经T1再流经Q6最终到达地，在这一工作状态里，若负载上端视为电压正极，则负载上会加上一个正向的电压，也即处于正弦波的正半周期。

第二种工作状态为：直流电流通过Q2mos管流经T1再流经Q5最终到达地，在这一工作状态里，若负载上端视为电压正极，则负载上会加上一个反向的电压，也即处于正弦波的负半周期。

最后将电压和电流通过变压器隔离输出。

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总结

花了几天时间，参考了许多别人的电路，再修修改改才弄成现在这个满足需求的单项可调逆变电源，如果你想扩展成三相也是可以的，在驱动和逆变模块那边再加上几个相同的电路进行组合，从H750上再引几路PWM的引脚，实际电路就是下图这样：

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