基于单片机的SPWM控制逆变器的设计
基于单片机与SPWM控制的应急电源逆变电路设计
Ｗ
脉宽 调制 （ Ｐ Ｓ ＷＭ） 技术 ， 控 制 电 路 大 多 采用 模 拟 方 其
法 实 现 。模 拟 控 制 技 术 虽 然 已 经 非 常 成 熟 ， 存 在 很 多 但
图 １ 逆 变 电 路 的 结 构
在逆 变 电路 中， 变 器 及 其 控 制 是 逆 变 电路 的核 逆 心 。逆 变 器 的控 制 采 用 Ｓ ＷＭ 控 制 方 式 ， 文 利 用 Ｐ 本
龚 文杨 ，王 辉 。
（． １ 常德 职业 技 术 学 院 ，湖 南 常 德 ４ ５ ０ ； ． 南 大 学 电 气 与 信息 工程 学 院 ，湖南 长 沙 １ ００ ２ 湖 ４０８） １ ０ ２
摘 要 ： 变 器 是 应 急 电 源 的 重要 组成 部 分 。为 了 实 现 应 急 电 源 中逆 变 器输 出 交流 电 压 的 适 时调 节 ， 小 输 出 电压 谐 逆 减 波 达 到 逆 变 电路 数 字化 控 制 目的 ， 相 逆 变 电路 采 用 了正 弦脉 宽 调 制 （ Ｐ Ｍ） 制 方 法 ， Ｃ ０ １ ０ ０单 片机 和 Ｓ ４ ２ 三 ＳＷ 控 以 ８ ５Ｆ ２ Ａ ８ ８为 核 心 ， 成 对 Ｓ Ｗ Ｍ 波 的 产 生 及 系统 的控 制 。利 用单 片机 特 有 的 端 Ｉ 连接 完 成 外 围控 制 功 能 ， 样 就 减 少 了应 急 电 源对 波 完 Ｐ ３ ＂ 这
０ 引 言
１ 逆 变 电 路 的 结 构 与 工 作 原 理
随着社会 发展 ， 越是 信息 化 、 现代 化 ， 越依赖 于 电 就 力， 突然断 电 会 给 人 们 正 常 的 生 活 秩序 和 学 习带 来 影 响 ， 其对 于生产 、 尤 生活 中特别 重要 的负荷 ， 一旦 中断供 电 ， 会造成 重大 的经 济损失 。应急 电源产 品 已成 为很 将 多重要 场所 必不 可少 的重要设 备 ， 也是 能 够最有效 地解 决停 电事故 和 电力 质量 不稳定 等 问题 的有 效途径 ， 而逆 变 电路 是应 急 电源 的重 要组 成 部 分 。逆 变 电路 在应 急 电源 中 的作 用是 当市 电断 电或 发生 异常 时 ， 将蓄 电池提 供 的直流 电压逆 变为三 相交 流 电输 出 ， 以保证重 要负荷 或设备 的正 常运行 口 。 目前 ， 变 电源 大多采 用正 弦波 ］ 逆
(完整word版)SPWM全桥逆变器主功率电路和控制电路设计
SPWM全桥逆变器主功率电路和控制电路设计一．设计目的通过电力电子技术的学习，熟悉无源逆变概念；采用全桥拓扑并用全控器件MOSFET形成主电路拓扑，设计逆变器硬件电路，并能开环工作。
熟悉全桥逆变器拓扑，掌握逆变原理，实现正弦波输出要素，设计SPWM逆变器控制信号发生电路。
输入：48VDC 输出：40VAC/400HZ二．设计任务(1) 掌握全桥逆变的概念，分析全桥逆变器中每个元件的作用；（2）分析正弦脉宽调制SPWM原理，及硬件电路实现形式；（3）应用Protel 制作SPWM 逆变器线路图；（4）根据线路图制作硬件，并调试；三．设计原理电路组成及工作原理分析：电路主要由正弦波和三角波发生电路，控制电路和逆变电路组成。
电路中所用到的元器件主要有ICL8038，运算放大器LF353，比较器LM311，IR2110，MOSFET，CD4069，电阻电容及齐纳二极管组成。
控制电路分析：当电路开始工作，首先由ICL8038产生的正弦波和三角波，正弦波和三角波的幅值由可调电阻来控制，得到的波可以通过LF353运算放大器构成的反相电路进行反向，得到方向相反的正弦波，正弦波与三角波信号通过LM311比较芯片产生SPWM脉冲。
主电路分析：本次设计我们采用倍频式SPWM技术，在开关频率不变的情况下，达到输出频率倍增的效果。
IR2110用于驱动全桥逆变器用以控制MOSFET的通断，在IR2110的外围电路使用二极管和齐纳二极管防止MOSFET的同时导通而击穿。
如下图所示，MOSFET采用2SK1825，4个2SK1825两两串联后并联成桥式逆变主电路，U输入为出入电压，VDC 输出电压，电容C1、C3为VCC的滤波电容，电容C2、C4为自举电容，二极管为自举二极管。
MOSFET的驱动采用芯片IR2110驱动，2个IR2110芯片分别驱动桥式逆变主电路的2个桥臂。
工作时，两个IR2110（1）和IR2110（2）的输入SPWM脉冲是相反的，两个IR2110分别驱动不同桥臂的MOSFET管，IR2110（1）的HO驱动Q1、IR2110（1）的LO驱动Q2，IR2110（2）的HO驱动Q3、IR2110（2）的LO 驱动Q4，由于输入的两个SPWM脉冲是相反的，2个桥臂上的MOSFET 管会交叉导通，即Q1、Q3同时导通或者Q2、Q4同时导通，两种情况依次循环导通，从而完成逆变。
单片机论文基于LM3S1138的SPWM逆变器设计
基于LM3S1138的SPWM逆变器设计参赛单位：长江大学学生：曹冲张良超余秀指导教师：胡杰A Design of Basing on SPWM-Inverter Controlled byMicro-Controller LM3S1138Contestant：Yangtze UniversityStudent：Cao Chong & Zhang Liangchao & Yu Xiu Supervisor：Hu Jie目录摘要 (Ⅰ)A b s t r a c t (Ⅱ)1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3论文的研究意义 (2)1.4本文研究的主要内容和章节安排 (3)2 系统总体方案设计 (4)2.1可行性分析 (4)2.2总体方案设计 (5)2.3功能描述 (7)2.4创新点 (8)3硬件电路设计 (9)3.1LM3S1138微控制器简介 (9)3.2基于LM3S1138的逆变器工作原理 (9)3.3 逆变电路 (10)3.4 驱动电路…………………………………………………………………………4系统软件设计…………………………………………………………4.1PWM脉宽调制部分程序………………………………………………………4.2LCD12684液晶显示部分程序…………………………………………………4.3ADC转换程序部分………………………………………………………………4.4看门狗程序部分……………………………………………………………………4.5软件总体设计………………………………………………………………………5 系统测试及结果…………………………………………………5.1预期结果……………………………………………………………………………5.2测试及结果……………………………………………………………………结束语……………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………摘要中频电源属特种电源范畴，广泛应用于航空、航天、舰船、机车、感应加热以及雷达、通信交换机等对电源性能要求严格的领域。
基于单片机控制逆变稳压电源的设计
基于单片机控制逆变稳压电源的设计王一铧,黄耀志(福州大学机械工程及自动化学院 福建福州 350002)摘 要:介绍了基于单片机、SP WM 逆变控制技术的新型稳压电源的设计,详述了该电源的主电路和控制系统结构,重点介绍了SA 8382单相SP WM 发生器的应用,并给出了控制程序的框图。
关键词:单片机;A T 89C 51;SP WM ;SA 8382;稳压电源中图分类号:T P 36811 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2004)2403903D esign of Si ngle Ch ip M icrocom puter Con trol I nverter Regula ted Power SupplyWAN G Y ihua ,HUAN G Yaozh i(M echanical Engineering and A utom ati on Schoo l ,Fuzhou U niversity ,Fuzhou ,350002,Ch ina )Abs tra c t :T h is article p resents the design of a new type inverter pow er supp ly ,the single ch i p m icrocomputer contro l techno logyand the SP WM inverter contro l techno logy are used 1T he structure of the m ain circuit and contro l system are discussed in detail ,the app licati on of SA 8382and the fram e p icture of the contro l p rogram are given 1Ke yw o rds :single ch i p m icrocomputer ;A T 89C 51;SP WM ;SA 8382;regulated pow er supp ly收稿日期:20040627 本设计的目的是研制一种输入为市电,输出为220V ,50H z 的交流稳定电压,输出功率为5k W 的通信用单相稳压电源。
基于单片机的逆变电源设计
基于单片机的逆变电源设计摘要：为了适应当今新能源发展速度，逆变电源技术也在不断更新换代。
本文介绍了一款基于STM32芯片的SPWM逆变电源系统。
采用BOOST升压技术和SPWM逆变技术，将180V的直流电转换成220V的工频优质正弦交流电。
直流电经过升压斩波电路进入控制电路，在经过LC低通滤波器，滤除高次谐波，得到频率可调的正弦波交流输出。
本系统由升压模块，逆变模块，控制模块，反馈模块，保护模块构成具有良好的性能并实现了数字智能化为家用电器提供了一种可靠、优质的交流电源。
关键词：STM32逆变电源SPWM升压斩波电路1.课题研究背景和意义在日新月异的今天，新能源的应用范围越来广阔，而对于如何将其所转化的电输入到电网或者设备所需要的稳压恒频、体积小、重量轻、噪音低、效率高的交流电成为了成为逆变电源研制领域所要解决的问题。
逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它的作用是将输入的高低不同压，大小不同频的电转化为电网、设备、用户所需频率的交流电输出。
目前逆变电源所跨领域之大，所涉范围之广逆变电源的改进不仅能在新能源中有着不可缺少的作用，还在车载电器、野外作业、应急抢险和移动办公中有着重要的地位；而各行各业要求着逆变电源朝着更高的效率，更低的成本和更高的可靠性，还必须环保无污染，但是传统的逆变电源难以实现以上要求。
因而研究数字化、模块化的绿色逆变电源技术对当今提出的节能，高效，绿色，环保工业口号实现具有重要意义。
1.课题研究内容本论文基于当前新能源发展活跃的背景下市场对逆变电源特定负载性能和外特性功能要求下，设计了一种还具备安全可靠、高效、高功率因素、低噪音、绿色无污染的基于STM32单片机芯片的逆变电源。
1.系统总体设计1.系统设计指标采用STM32单片机作为控制主控芯片来设计一款能产生可靠、优质的交流正弦逆变电源。
开关频率：21.5KHz输入电压：直流电48V输出电压：交流电220V/50Hz输出功率：5kw逆变效率：90％1.1.总体设计方案本文采用TL494芯片与 STM32芯片来分别控制前一部分直流升压电路和后一部分的逆变电路。
基于单片机的SPWM逆变电源设计
06 结论与展望
研究成果总结
成功实现了基于单片机的SPWM逆变电源设计， 具有高效率、高稳定性、低成本等优点。
采用了先进的控制算法，实现了对输出电压和电 流的精确控制，提高了电源的性能。
实验结果表明，该设计在各种负载条件下均能保 持稳定的输出，满足实际应用需求。
未来研究方向与展望
进一步优化控制算法，提高电源的动态响应和稳定性。
选择一款具有高速处理能力和丰富外 设接口的单片机，如STM32F103系 列。
硬件配置
根据设计需求，配置单片机所需的件设计
电源电路
设计电源电路，为单片机和其他电路提供稳定的 电源。
驱动电路
设计驱动电路，用于驱动逆变器开关管。
采样电路
设计采样电路，用于采集逆变器输出电压和电流 等信号。
单片机技术的普及
单片机作为一种集控制、运算、存储 等功能于一体的微处理器，被广泛应 用于各种电子设备中。
SPWM逆变电源概述
SPWM逆变电源的基本原理
01
通过控制开关的占空比，使得输出电压或电流的脉冲宽度按正
弦规律分布，从而得到类似正弦波的输出波形。
SPWM逆变电源的特点
02
输出波形质量高、谐波含量低、动态响应快、易于数字化实现
等。
SPWM逆变电源的应用
03
在电机控制、不间断电源、有源滤波器等领域具有广泛的应用。
02 SPWM逆变电源原理
SPWM技术原理
SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技术是一种模拟正弦波的脉冲宽 度调制技术，通过改变脉冲宽度来模拟正弦波 的幅值。
SPWM技术广泛应用于逆变电源、电 机控制等领域，具有高精度、高效率、 低谐波等优点。
本科毕业设计---基于单片机的spwm控制系统设计
本科毕业设计题目：基于单片机的SPWM控制系统设计学院: 信息科学与工程学院专业:学号:学生姓名:指导教师:日期:摘要论文主要目的建立基于单片的SPWM调控系统，即用单片机产生SPWM波，其中，脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形称为SPWM波。
本论文中主要是根据SPWM法的原理，即通过控制电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，并且在惯性环节上的效果基本相同，从而达到等效的效果。
根据这个原理，先利用MATLAB计算出基波与载波的交点，计算出交点之间的持续时间，根据持续时间的值在单片机程序中建立一个数组，数组中的元素就是赋予定时器的初值，当定时器溢出时，输出电平自动翻转，继而查表，赋予下一个电平的持续时间，这样一直反复下去，就可以得到一个SPWM波形。
最后在protues中仿真，在示波器中可以看到SPWM波的波形。
关键词：单片机；Matlab；查表；SPWM；仿真AbstractThe main purpose of the paper to establish a SPWM regulatory system based on single chip microcomputer , namely, Using a single chip microcomputer to generates SPWM wave,Among them, the pulse width changed by the law of sine is equal to the sine wave,this PWM wave calls SPWM wave.This paper is mainly based on the principle of SPWM law, namely, the switch-off device in the control circuit is on or off , So that the area of pulse voltage output and the area of the desired output sine wave in the corresponding sections are equal,And the effect on the inertia is substantially same, So as to achieve the equivalent effect, According to this principle, First using MATLAB to calculate the intersection of fundamental and carrier wave, Then calculating the duration between intersections, Based on the value of the duration ,Create an array in the microcontroller program, Elements in the array is initial value assigned to the timer, When the timer overflows, the output level will automatic reverse. Then look up table, Given the next duration of electrical level, Finally we simulate in protues ,then you can see the SPWM wave on the oscilloscope..Key words：Single chip microcomputer; MATLAB; Look-up table; SPWM; The simulation目录1 绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 研究目的及内容 (2)2 主电路工作原理 (4)2.1 PWM控制的基本原理 (4)2.2 SPWM法的基本原理 (5)2.3 PWM控制方法 (5)2.3.1 计算法 (5)2.3.2 调制法 (6)2.4 同步调制和异步调制 (6)2.4.1 异步调制 (6)2.4.2 同步调制 (6)2.5 规则采样法 (7)3 单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (9)3.1 单相桥式PWM逆变电路 (9)3.1.1 原理图 (9)3.1.2 单极性PWM控制方式 (9)3.2 双极性PWM控制方式 (10)4 基于MATLAB的分析以及交点计算 (12)4.1 MATLAB简介 (12)4.2 查表产生SPWM波理论分析 (12)4.3 Matlab计算程序及仿真图形结果 (13)5 单片机程序设计 (19)5.1 AT89C52介绍 (19)5.2 程序设计流程图 (22)5.3 C语言实现程序 (23)5.3.1 程序运行软件Keil uVision2简介 (23)5.3.2 主程序 (24)5.3.3 中断程序 (25)5.4 仿真工具protues介绍 (25)5.5 仿真电路图 (26)5.6 仿真显示 (26)6 结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论1.1 研究的背景及意义随着科技的飞速发展，逆变器的使用越来越广泛，逆变器能够将直流电源转换为具有所需输出电压和频率的交流电源。
一种基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源
第25卷第4期2008年4月机 电 工 程MECHAN I CAL &E LECTR I CAL E NGI N EER I N GMAG AZI N EVol .25No .4Ap r .2008收稿日期:2007-10-08作者简介:周俊杰(1984-),男,浙江余姚人,主要从事电气工程及其自动化方面的研究。
一种基于P I C 系列单片机的SP WM 逆变电源周俊杰,钱晓耀,陈上挺(中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018)摘 要:叙述了一种基于P I C 系列单片机设计的SP WM 逆变电源。
该电源以12V 直流电压为输入,通过升压环节与SP WM 逆变环节,得到了设定频率与电压的优质正弦交流电。
应用开关电源的设计原理,在直流推挽升压模块中,采用了电压负反馈,使得升压后的高电压具有良好的稳定性;逆变部分采用单片机数字化SP WM 控制方式,以尽可能地减少谐波。
采用了基于单片机的数字化技术,使得电源调节灵活、性能可靠,为性能要求高的仪器设备提供了一种高品质的交流电源。
关键词:逆变电源;P I C;单片机;正弦脉宽调制;电压负反馈中图分类号:T M464 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2008)04-0099-04An i n verter power supply of SP WM ba sed on P I C ZHOU Jun 2jie,Q I A N Xiao 2yao,CHEN Shang 2ting(College of M echanical &Electrical Engineering,China Institute of M etrology,Hangzhou 310018,China )Abstract:It was intr oduced that an inverter s witch power supp ly contr olled by a single 2chi p m icr ocomputer (SC M )of P I C .I nput voltage was 12V DC .Thr ough the booster circuit and SP WM inverter circuit,the sinus oidal AC wave was achieved that frequen 2cy was set .Due t o the app licati on of design p rinci p le of the s witching power supp ly,voltage negative feedback was perfor med in the DC push 2pull boostmodule,and the high voltage was t o be steady .By using of SP WM ,the hu mor ous wave was reduced .The digital technol ogy based on SC M was used t o the power supp ly having flexible adjust m ent and reliable perfor mance .The result shows that the design circuit can p r ovide a high quality AC power t o the equi pment with high require ments .Key words:inverter power supp ly;P I C;single 2chi p m icr ocomputer (SC M );sine pulse width modulati on (SP WM );voltage negative feedback0 前 言随着科技的不断发展与仪器设备的更新换代,对电源的要求越来越高,可以说,一种高性能的电源是科学研究与工业生产得以顺利进行的有力保障。
SPWM全桥逆变器主功率电路和控制电路设计
SPWM全桥逆变器主功率电路设计一、课程设计目的本课程是自动化专业的学生在掌握所学习的专业基础课和专业课的基础上一次较全面的实践训练，通过完成一个具有较完善功能的设计课程题，达到训练学生综合运用所学知识的能力。
通过本科电力电子技术学习，熟悉无源逆变的概念。
二、任务采用全桥拓扑并用全控器件MOSFET形成主电路拓扑，设计逆变器硬件电路，并能开环工作。
输入：48Vdc, 输出：40Vac/400Hz要求：1.掌握全桥逆变的概念，分析全桥逆变器中每个元件的作用：2分析正弦脉宽调制（SPWM）原理，及硬件电路实现形式；3.应用protel制作SPWM逆变器线路图；4.根据线路图制作硬件，并调试；三．原理图1设计框图逆变电路是指将低电压变为高电压,把直流电变为交流电的电路,它与整流电路相对应,是通用变频器的核心部件之一,有非常重要的作用.它的基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
如图所示1 设计的主要原理是，通过逆变电路对输入的直流电源进行逆变，在控制电路的作用下，使之输出想要的正弦信号。
PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
当采用正弦波作为调制信号来控制输出PWM脉冲的宽度，使其按照正弦波的规律变化，这种脉冲宽度调制控制策略就称为正弦脉冲宽度调制，产生SPWM脉冲，采用最多的载波是等腰三角波；因为等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲。
在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。
四主电路设计桥式逆变结构：基本的电压源桥式逆变结构，两组功率开关串联跨接于电源，成为一个桥臂，以其串联中点为输出点。
这样的结构不允许串联开关同时导通，按照不同开关的通断组合，桥臂可以将它所跨接的两个不同电位作为输出，合理安排这些不同的桥臂输出电位可能生成有正有负的输出电压，这是桥式逆变电路实现电源极性变换的基本原理。
基于单片机的SPWM逆变电源设计共24页
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
基于单片机的SPWM逆变电源设计
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
基于单片机的SPWM逆变电源设计
输入过压欠压保护是指当系 统输入电压太高或太低而引起电 源输出电压失控的情况。
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系统保护电路
输出短路保护是指电源输 随着温度的升高，电子元件的性能
出短路时，使电源不受损 都会下降甚至损坏，因此我们必须在系
坏的技术措施。
统内加装散热风扇，另外还应当对电源 关键部位的温度进行监测，防止因温度
Page 21
谢谢
系统中输出采样电路的采样电压通过ADC0809转换成数字信 号，送给单片机。单片机根据这个电压采样值进行中位值滤波、 PI控制算出电压值，单片机再通过P0口把数据送到SA4848中， 来控制SPWM波发生器输出的SPWM波形参数，从而控制逆变桥两 个桥臂的控制信号RPHT、RPHB，改变输出电压的幅值。SPWM发 生器产生的SPWM波经四个驱动隔离电路去驱动逆变电路，从而 把整流滤波后得到的直流电逆变成稳定交流电。
基于单片机的SPWM 逆变电源设计
逆变电源的国内外研究现状
目前，逆变电源大多采用正弦波脉宽调制，即SPWM技术。逆变电 源以数字化控制为发展趋势，是现代逆变电源发展功率电子器件的大 功率研究的一个热点。
逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，电力电 子器件的发展带动着逆变电源的发展。 逆变电源出现于电力电子技 术飞速发展的20世纪60年代，到日前为止，它已经历了三个发展阶段。
2 系统硬件设计
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系统主电路及单片机时钟、复位电 路
系统主电路 复 位 电 路
时钟电路
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采样电路及A/D转换电路
采 样 电 路
Page 9
A/D 转换 电路
SPWM波产生电路
SA4828的SETTRIP引脚接反相器的输出脚，使单片机 能够在异常情况下封锁SA4828的输出，SA4828的/TRIP 引脚接一只发光二极管，当SA4828的输出被封锁时，发 光二极管亮，用来显示封锁状态。
一种基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源
dengjiazhanghuimahao基于pic单片机车载逆变电源逆变器的研究机电工程2008256介绍了基于pic单片机的逆变器设计讨论了控制系统的硬件软件设计在实验基础上从效率thd和动态特性等方面重点分析比较了单极性正弦脉宽调制spwm电压平均值反馈控制和双极性spwm电压瞬时值反馈控制两种方法在车载逆变电源中的应用特点在理论上分析了两种控制方法输出电压特性的差异并给出了单极性spwm电压平均值反馈控制和双极性spwm电压瞬时值反馈控制的程序流程图
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收稿日期：２００７一ｌＯ—０８ 作者简介：周俊杰（１９８４一），男，浙江余姚人，主要从事电气工程及其自动化方面的研究。
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机
电
工
程
第２５卷
中的４个开关管进行正弦脉宽调制控制，逆变输出电 压经过输出电路后，最终在负载上得到指定频率与幅 值（如２２０ Ｖ、５０ Ｏｚ）的正弦波交流电¨引。
该电路采用高频变压器实现前后级之间的隔离，有 利于提高系统的安全性。在直流推挽电路中采用电压 反馈使系统运行更加稳定，同时提高了系统抵抗输入干 扰的能力，使系统不至因输入干扰而产生很大的输出波 动。另外，输入欠压、过压保护电路，限制了系统输入电 压的最大、最小值，当输入不满足要求时，ＳＧ３５２５Ａ芯片 就会控制系统的ＤＣ／ＤＣ升压级停止工作。 １．１直流升压电路
一种数字控制SPWM逆变器的设计
一种数字控制SPWM逆变器的设计一种数字控制SPWM逆变器的设计王伟，尹真，黎昌浪(西北工业大学，陕西西安710072)摘要：研究了一种数字控制逆变器，采用智能功率模块Ps21865，减少了系统的复杂性，提高系统的可靠性。
分析了单极性sPwM控制策略的优点和应用场合，给出了基于转速／电流双闭环控制的sPwM 阈制策略，完成了对直流变频空调压缩机的控制，并给出实验波形。
关键词：sPwM逆变器；单极性；智能功率模块；双闭环控制O引言随着电力电子技术的发展，各种逆变器在各行业中应用十分广泛。
具有高速运算能力的DsP的问世，使逆变器控制的全数字化成为现实，许多先进的现代控制理论和方法在逆变器中得到应用，使逆变器的稳定性和可靠性大幅度提高。
目前正弦脉宽调制技术SPwM是应用最广泛的技术。
与PwM方波驱动相比，正弦波驱动时无刷直流电动机的机械特性和转矩特性并无明显变化，但是采用正弦波驱动方式的无刷直流电动机，具有效率高、转矩波动小、噪声低、响应快、调速特性好、运行可靠、控制特性优良等优点。
sPwM 制驱动又可以分为单极性驱动和双极性驱动两种。
双极性驱动适合于对效率没有要求的高精度伺服应用场合，而对于像家电这类对系统能效有较高要求而调速控制精度要求不是很高场合，更适合采用单极性驱动。
本文设计了一种数字控制逆变器，采用智能功率模块和单极性sPwM控制策略，完成了转速／电流双闭环控制。
l逆变器电路设计常用的电力电子全控型功率半导体器件有晶闸管、功率场效应管、双极型晶体管等。
功率场效应管具有开关速度高、电压控制实现简单等优点，但是器件导通时压降较大，且电压、电流容量相对较小；双极型晶体管的优缺点则正好与功率场效应管的优缺点相反。
绝缘栅一双极型复合晶体管(以下简称IGBT)是功率场效应管与双极型晶体管所形成的复合器件，综合了两者的优点，广泛应用于各种大中型电力电子装置当中。
各种分立型功率器件需要设计专门的驱动电路才能实现使器件工作在开关状态并获得较低的动静态损耗的效果，而随着功率器件工作频率不断提高，分立元件固有的引线电感、寄生电容等对器件造成了更大的电应力，主要表现为过电压、过电流尖峰。
基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源
基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源
徐红丽;罗奇
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2016(000)018
【摘要】本文主要叙述了一种以PIC系列单片机为基础的SPWM电源.该电源的电压为12V,并通过升压环节以及SPWM逆变环节,获得了优质正弦交流电.该设计采用开关电源设计的原理,在升压模块中,采用电压负反馈,使得升压之后的高电压具有良好的稳定性;在逆变部分则采用单片机的SPWM的控制方式,最大的可能减少谐波.单片机的数字化技术,电源的调节更加灵活,性能更好,为仪器设备提供一种高品质的交流电源.
【总页数】2页(P7-8)
【作者】徐红丽;罗奇
【作者单位】胡南信息职业技术学院;胡南信息职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源 [J], 周俊杰;钱晓耀;陈上挺
2.基于PIC单片机的SPWM逆变器研究与实现 [J], 杨茂荣;李凌锐;李安兵
3.基于PIC单片机的单相SPWM逆变器研究 [J], 赵玲霞;李娟霞;王兴贵
4.基于PIC18F2331的SPWM逆变电源控制器设计 [J], 邴仲辉;李旭春
5.基于PIC16F877A单片机的SPWM波调制方法 [J], 陈毅光;何卫彬;徐凯
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基于单片机的SPWM控制逆变器的设计
作者：张悦林都鲜浩范国浩
来源：《中国新技术新产品》2015年第16期
摘要：本设计采用51单片机查表法，与IR2101芯片的对应引脚连接电路，输出PWM信号以驱动双极性控制的三相逆变电路。
通过等面积 SPWM 算法来输出高精度的SPWM波形，从而实现了逆变器的SPWM控制。
通过建模仿真，运行结果，可以输出SPWM波形。
关键词：51单片机；逆变器；正弦脉冲宽度调制
中图分类号：TM464 文献标识码：A
1 引言
近年来，随着电力电子技术迅速的发展，其应用领域已扩大到工业、商业、民用、军事以及环境保护中。
PWM调制技术以其控制简单，灵活和动态响应的优点而成为电力电子技术最广泛应用的调制方式，以及研究的热点之一。
本设计通过分析PWM调制技术，建模仿真，用单片机进行设计实现SPWM波形的输出。
2 逆变与PWM调制技术
2.1 逆变技术概念与分类
在电力电子技术中，将交流电能转换成直流电能的过程叫做整流。
与之相反，将直流电能转换成交流电能的过程叫做逆变。
逆变根据逆变电路输出交流侧交流电源的有无，可分为有源逆变和无源逆变。
逆变电路根据直流电源的类型不同，又可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。
而实现逆变过程的装置叫做逆变设备或逆变器。
无源逆变电路输出的频率与电压既可以是恒定的，也可以是可变的，它与有源逆变具有很大的差别。
2.2 PWM调制技术
PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是对于半导体开关器件的导通和关断时间实现控制，通过对脉冲宽度进行调制，可以等效地获得需要的波形的一种技术。
三相逆变电路PWM调制技术，具有动态响应快，功率因素高，电路结构简单的特点，在逆变电路中应用广泛。
如图1所示为三相逆变电路，因为逆变电路的输出波形可以得到接近正弦波的输出电压和输出电流，对于各脉冲的宽度进行调制，不仅可以逆变电路输出电压的大小，而且可以改变输出电压的频率。
因此在大量应用的逆变电路中，大部分都是PWM型逆变电路。
2.3 PWM调制技术方法
目前脉宽调制的方法有很多，根据调制脉冲的极性可以分为单极性和双极性调制两种。
一个逆变电路，是采用单极性还是双极性调制，完全取决于主电路本身的结构。
在某些逆变电路，如单相桥式逆变电路，可用单极性PWM调制方案，也可用双极性PWM调制信号去控制，而三相桥式逆变电路则采用双极性PWM调制信号去控制。
如图2所示三相逆变电路PWM波形。
本设计电路采用三相桥式逆变器，双极性控制，设计基于等面积法产生SPWM波形。
而等面积法的基本思想是将一个正弦波分成N等份，把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的矩形脉冲代替。
3 具体实现
根据上述分析，用PROTUES软件建立仿真模型，逆变器控制系统仿真模型如图3 所示。
本设计采用51单片机查表法输出PWM信号以驱动双极性控制的三相逆变桥。
由于单片机端口输出电压在5V左右，而驱动电压应在12V左右，显然通过单片机是无法直接驱动IGBT工作的。
本设计在单片机和IGBT之间加入相应的驱动电路，选择专用的IGBT驱动芯片IR2101来对IGBT进行驱动。
结语
本次设计的SPWM信号发生器没有采用SPWM波形发生器的集成芯片，摆脱了传统的利用模拟数字电路对三角波和正弦波进行比较的思想。
基于等面积法产生SPWM的基本原理，用单片机进行设计实现SPWM波形的输出。
其电路简单、数字控制，实现三相SPWM脉宽波形的输出。
要实现控制策略，只需改变程序，无需改变线路的连接，这样既经济，又缩短了开发的时间，可以得到良好 SPWM 波形。
参考文献
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[4]浣喜明，姚为正.电力电子技术（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2011：113-117.。