关于制作单相正弦波变频稳压电源的方案

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SPWM实现单相正弦波变频电源设计

具有过流保护功能，需要保护时自动切断输入交流电源，以确保电路安全。
关键词：单相；变频；ＰＳＷＭ；．－计￣
中图分类号：Ｍ３４１Ｔ４．
一
文献标识码：Ａ
文章编号：６１８８（０００ — ０６０１７ — ０９２１）３０３ —２流输出，所以逆变电路是技术核心。
的子程序判断是否超过额定值，从而判断是否做断电保护操作；
测频模块功能是：取输出电压信号经过单稳电路形成与输出电压
… 《国大学生电子设计竞赛获奖作品选编》１全第一届—— 第
五届．北京理工大学出版社
频率相同的方波信号，然后由“ ＣＵ” 主Ｐ中的测频子程序对其进行
法》将维修基金定位成以业主大会为受益人的信托基金。哒种信托管理模式不失为专项维修资金保值增值的较好途径。
（）一保障物业共用部分得到及时充分维修。如何保障物业共
用部分得到及时充分维修，专项维修资金的管理模式至关重要，
特别要看由什么机构掌握维修资金的使用权、审批权。有人提出
择。
［］星波．专项维修资金管理构想【．４房屋Ｊ现代物业，０９（：】２０；）９
５￣３２５
（）二保障专项维修资金安全，实现保值增值。我国住宅专项
一 —－
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（上接第３６页）３控制系统设计。、控制系统部分是由“ ＣＵ” 主Ｐ来完成工作的，其功能模块主要包括用于人机对话功能的键盘与显

单相正弦波逆变电源设计原理

单相正弦波逆变电源设计原理逆变拓扑结构主要有全桥逆变拓扑、半桥逆变拓扑和H桥逆变拓扑等。

其中，全桥逆变拓扑是应用最广泛的一种结构。

其基本原理是通过四个功率开关器件（IGBT、MOSFET等）将直流电源分别与交流负载的两端相连，通过对这四个开关器件进行不同的控制，实现正负半周期交替地对交流负载端进行开关切换，从而输出正弦波形的交流电信号。

控制策略是逆变电源设计中的关键，其主要目标是根据输入直流电源电压的大小和方向，调整开关器件的通断时间，使输出交流电信号能够呈现出正弦波形。

常见的控制策略包括PWM控制策略和SPWM控制策略。

其中，PWM（脉宽调制）控制策略通过对比输入直流电压与参考正弦波形的大小关系，调整开关器件的通断时间比例，以保证输出电压信号的波形准确度。

SPWM（正弦PWM）控制策略则通过比较输入直流电压与参考正弦波形的大小关系，调整开关器件的通断时间点，以保证输出电压信号的谐波失真程度较小。

滤波电路是为了进一步提高逆变电源输出电压信号的波形质量，减小谐波失真。

其主要由电感、电容等元件组成。

一般而言，设计中采用LC滤波器结构来实现对输出正弦波形谐波成分的滤除。

滤波器的参数选择与设计是设计过程中的关键环节，通过合理选择滤波器的参数可以实现输出电压稳定，谐波失真小的效果。

此外，逆变电源设计中还需要考虑过温保护、过压保护、过流保护等安全措施，以保证电源的稳定性和可靠性。

这些保护功能通过在逆变电源系统中加入温度传感器、电流传感器以及相应的控制电路来实现。

总之，单相正弦波逆变电源的设计基于逆变拓扑结构、控制策略和滤波电路的原理，通过合理的参数选择和安全措施的设计，可实现稳定、可靠、高质量的正弦波形交流电信号输出。

单相正弦波变频电源报告

单相正弦波变频电源报告徐慧兵丁以胜钱玉彬本系统基于面积等效原理和奈奎斯特定理，采用AC-DC变换的方法，实现了市电到直流电压的转换；采用SPWM逆变器实现本地DC-AC的转换，采用DDS产生频率可变的SPWM脉冲，实现了本地交流电源的变频；采用MAX197采样、反馈，实现了对本地交流电源有效值的控制以及缺相和过流保护。

一.方案的选择与论证1.题目要求及相关指标分析本题目要求制作以单相正弦波变频电源，输出线电压有效值36V，输出频率20-100HZ，各相电压的有效值小于0.5V，输出负载电流0.5A-3A时，输出线电压有效值保持在36V，误差小于5%。

基于上述要求本设计采用AC-DC-AC变换的方法，采用SPWM控制逆变器实现变频。

由于逆变器的开关以及感性、容性负载等对逆变器输出交流信号的延迟较严重，为了及时稳定变频电源的幅度，本设计采用多片A/D同时采样输出交流信号。

2.方案的比较与选择1) 正弦波脉宽调制实现方案的选择(1) 自然采样法图1 自然采样法按照SPWM控制的基本原理，在三角波和正弦波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称为自然采样法，采用硬件实现时的方框图如图1所示。

图1中三角波发生器负责产生符合要求的SPWM载波信号（三角波），正弦波发生器产生用户需要频率的正弦波信号，电压比较器在三角波和正弦波的自然交点的时刻实现翻转，控制功率开关器件的通断。

自然采样法生成的SPWM波形很接近正弦波，若采用软件实现自然采样时需要解超越方程，需要花费大量的时间，难以实现实时控制；若采用硬件实现，为了控制逆变器功率器件的死区，需要很复杂的硬件来延时。

(2) 规则采样法如图 2 所示取三角波两个正峰值之间的时间间隔为一个采样周期c T ，在三角波的负峰值时刻D t 对正弦信号波采样而得到D 点，过D 点作一水平直线和三角波分别交于A 、B 两点，在A 点时刻和B 点时刻控制功率开关器件的通断。

单相正弦波变频电源设计

方案二：采用高速处理器 DSP 直接生成 SPWM 信号，其硬件结构极其简单，所有算法均由对 DSP 编程，得以实现。但由于我们对 DSP 处理器了解较少，在较短的时间内无法掌握，应用起来较为困难。
方案三：以单片机为控制核心，用顺序查表的方法将整个正弦波波形数据顺序的经 DA 输出。此方案硬件稍微复杂，但其编程易于实现，且我们本身对 430 单片机有一定的认识，易于上手，经 DA 输出即可得到频率可控，且精度较高的正弦信号。
考虑所生成信号的频率较低（20--100Hz），由于单片机+DA 生成波形的方案易于实现，所以决定采用方案三，生成 SPWM 信号。
2、驱动电路的选择方案一采用集成半桥驱动芯片集成半桥驱动芯片采用自举电容对高边 MOS 管进行驱动，如 IR 公司的
IR2110，采用该方案只需在芯片外围接少量元件就能完成一个半桥的驱动，简化电路，便于调试，工作可靠性高。缺点是成本较高。
桥式电路，这种电路的优点有，所选用的功率管的耐压比推挽式降低一半，功率管的存储时间对电路工作影响不大，变压器不需要中心抽头。易于实现 SPWM 波
的控制。
（3）保护电路设计过流保护电流如图所示，Switch 端接单片机，继电器触点串接于主电路中，
当单片机检测到主电路电流大于 2A 时，输出高电平使三极管导通，断开继电器常闭触点，切断主电路，起到保护作用，提高系统的安全性。
可使测量仪表和保护装置标准化，使二次设备结构轻巧，价格便宜；使二次回路不受一次回路限制，接线灵活，维护、调试方便；使二次与一次高压部分隔离，且二次可设接地点，确保二次设备和人身安全。因此，我们采用这种方案。
4、输入输出方案由于本题目对输入要求较低，只要求输出目标频率的正弦波，我们采取了

HT1112单相正弦波稳压逆变器方案

1 2
CON2 R1 1K
U1
HC-ALM
C17 103
PC817
D2 1N4148
J2 1
DC-
CAP C00
FU102
30A
FU101 Rj0 30A 10R
IJ-
Rj 1 10R
IJ+
2200 uF/63 V C10 2A
D106 1N4148
VT103 IRF3205
D107 1N4148
VT104 IRF3205
平,当P4=L(低电平时),PWM脚正常输出,不用该功能时，可通过一个1K电阻接地 5:C3 电容 6:R 1K 7～10:PWM信号输出 11:故障控制，低电平有效，有效时间不低于5us,
有效时PWM输出零电平，可用于短路检测控制 12:稳压反馈输入 13:故障输出应答，高电平有效 14:GND 注:C1,C2:22～33pF
交流220V反馈
5
4
680R
R36
C43
100R
222
RH2
1.2K
A
A
Title
Size
C
Date: File:
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Revision
19-Mar-2009
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E:\赵佩珍\修改电路图 \HT1112重新改版\电源网HDTr1aw11n2.BDyD: B
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● 元器件清单名称逆变控制芯片
晶体

一种新颖的单相正弦波变频电源

一种新颖的单相正弦波变频电源一种新颖的单相正弦波变频电源苏发军张兵陈培巾贵州电子信息职业技术学院电子培训班第4组100041号摘要本文提出了一种不使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片，而实现单相正弦波变频的电源设计方案，其输出为（20－100）Hz 的单相对称交流电。

该系统具有如下特色：（1）为了保证系统输入电压的调整率，在整流电路与逆变器之间设计了Buck 电路，保证了直流母线电压的稳定；(2)为了在改变输出频率时，保持单相正弦参考信号的幅度稳定，且设有自动增益控制；(3)为了在变频、改变输入电压、改变负载过程中，保证输出电压稳定，采用反馈控制。

经实验观察，输出正弦波质量高，失真度小于5％，输出电压稳定可靠。

关键词单相正弦波变频；自动增益控制；独立反馈。

目录1.系统设计 (1)1.1设计要求 (2)1.1.1设计任务 (3)1.2方案比较 (3)1.2.1总体思路 (4)1.2.2单元电路的设计 (5)2.元器件选择及参数的分析与计算 (6)2.1系统调试记录表如下： (6)2.2.2元器件清单表……………………………………………………………… (7)2.2.3参考文献: (8)3.结束语: (8)3.1附图： (9)1. 引言变频电源在各行各业的应用日益广泛，目前，工程实际中应用最多的是一种称之为SPWM（正弦波脉宽调制）法的变频电源。

SPWM 技术是一种调制信号正弦化的PWM 技术，与直流变换电路的PWM 技术相比，区别仅在于调制信号（控制信号），在DC/DC电路中，控制信号只有幅值和极性的变化，但是在DC/AC 电路中，控制信号变成幅值和频率均可变化的周期信号，如何利用硬件或硬、软件相结合的办法经济﹑实用的实现高性能的SPWM 控制策略，便成了人们现在需要解决的问题。

随着集成技术的发展，目前市场上已经有了专用的单片机和专用的大规模集成电路，例如HEF4752，SA4828，SLE4520 等等，而且还会有一些新的芯片不断面世，但其价格一般都比较昂贵，硬件投资大，本文介绍一种新颖的单相正弦波变频电源的设计方法，该方法不使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片，并且能够满足：（1）频率在（20Hz～100Hz）范围内可调，且输出电压有效值为15V～36V的可调单相交流电。

基于stm32的单相正弦变频稳压电源

基于stm32的单相正弦变频稳压电源本项设计的的要求是：输入40V到60V。

输出稳定的有效值18V，80W。

重载超过5A时，过流保护。

输出正弦波频率在20Hz到60Hz可调，步进为1Hz。

我们做的DC/AC主电路采用全桥式，双极性SPWM，驱动芯片采用IR2110，极容易烧毁，使用时应倍加小心。

用电流互感器采电流，电压互感器采电压，电压经过全波整流后送到stm32里。

这个设计大部分工作由软件完成。

难点在于要调度好中断之间的关系，理解PI的整个控制过程。

如果理解有偏差，就会出现无论怎么改变PI的系数，输出都稳不了压。

同时，硬件电路也要做好。

做电源不要引太多线出来，易受到干扰。

尽量避免使用过零比较器，因为过零比较器的上升沿下降沿极不稳定，易导致单片机误触发。

下面在多分享下我做这个设计时的调试经验：1，利用高级定时器TIM1，产生SPWM，中断优先级一定要设成最高抢断式2，带重载时波形会失真，原因主要是死区时间和开关管损耗，可以尝试下改小死区时间。

3，我的PI思路是这样的，在一个正弦波周期内，做一次PI。

具体实现方法是：电压互感器采过来的经全波整流的波对应一个比较器产生的方波，正弦波过零时产生上升沿翻转，触发单片机开始定时，技术到四分之一个周期时，打开AD和DMA，在峰值处连续采14个点，然后排序，去掉最大的三个和最小的三个，然后相加求平均值。

做一次PI，在下个正弦波开始时，赋给Ma。

这里关键是AD一定要采的准，可以设置电平翻转来用示波器观察是不是在峰值附近采值。

下面给出全部代码：main.h#ifndef __MAIN_H#define __MAIN_Hvoid RCC_Configuration(void);void NVIC_Configuration(void);void GPIO_Configuration(void);void ADC_Configuration(void);void TIM_Configuration(void);void ADC_DMAInit(void);void EXTI_Configuration(void);void display1(void);void display2(void);void display3(void);void display4(void);void display5(void);void pinlvzhuanhua(void);#endifmain.c#include "stm32f10x_lib.h"#include "stm32f10x_it.h"#include "stm32f10x_dma.h"#include "stm32f10x_adc.h"#include <stdio.h>#include "lcd1602.h"#include "juzhenkey.h"#include "main.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*//* Private define ------------------------------------------------------------*//* Private macro -------------------------------------------------------------*//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* Private function prototypes -----------------------------------------------*//* Private functions ---------------------------------------------------------*//******************************************************************** ************ Function Name : main* Description : Main program.* Input : None* Output : None* Return : None********************************************************************* **********/#define N 14#define ADC1_DR_Address ((u32)0x4001244c)unsigned short ADCConvertedValue[N];EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;ErrorStatus HSEStartUpStatus;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure1;float xianshi=0.0;u8 i=0;u8 v1=0,v2=0;u8 p1=0,p2=0,p3=0;u8 pp=0;u8 Time50Ms=0;float nn=0.4;vu16 pulse=0;vu16 Period=20;s8 shuzi[]="0123456789";s8 pinlv[]="20HZ";s8 dianya[]="18V";s8 table[]="0.000V";s8 ma[]="0.00";s8 OverCurrent[]="OverCurrent!!!";u8 pinlvshezhi=20;u8 dianyashezhi=18;u8 flag1=0;u8 flag2=0;u8 OverCurrentFlag=0;float del=0.4;int main(void){#ifdef DEBUGdebug();#endifpinlvzhuanhua();RCC_Configuration();GPIO_Configuration();DelayXms(60);Lcd_Init();DelayXms(20);display1();TIM_Configuration();NVIC_Configuration();EXTI_Configuration();CH451_Init();ADC_Configuration();ADC_DMAInit();DelayXms(60);Lcd_Init();display1();/* Infinite loop */while (1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_5)){TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, DISABLE);Lcd_Init();display5();OverCurrentFlag=1;DelayXms(200);}elseif((!(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_5)))&&(OverCurrentFlag==1)) {TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);Lcd_Init();OverCurrentFlag=0;}elseif((!(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_5)))&&(OverCurrentFlag==0)) {DelayXms(200);display2();DelayXms(200);display3();}}}void RCC_Configuration(void){RCC_DeInit(); //将外设RCC寄存器重设为缺省值RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);//使能HSE，即外部高速晶振HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();//等待HSE就绪if(HSEStartUpStatus==SUCCESS){FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);//使能预取指令缓存FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //设置代码延时值Flash 2 wait state RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //设置AHB时钟HCLK=SYSCLK RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);//设置高速AHB时钟PCLK2=HCLK RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);//设置低速AHB时钟PCLK1=HCLK/2 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);//设置PLL时钟源及倍频系数PLLCLK=8MHz*9=72MHzRCC_PLLCmd(ENABLE);//等待PLL就绪while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET){}RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//选定PLL为系统时钟源while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08){}//确认PLL作为系统时钟源}RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1|RCC_APB2Periph_AFIO,E NABLE);RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1|RCC_AHBPeriph_DMA2,E NABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1|RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 | RCC_APB1Periph_TIM3|RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);}void EXTI_Configuration(void){EXTI_DeInit(); //将EXIT寄存器重设置为缺省值GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource6); //设置为外部中断EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line6; //设置外部中断线EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //设置EXTI线路为重点请求EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //设置输入线路为下降沿为中断请求EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断使能EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource1); //设置为外部中断EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1; //设置外部中断线EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //设置EXTI线路为重点请求EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //设置输入线路为下降沿为中断请求EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断使能EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);// EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line5);EXTI_ClearFlag(EXTI_Line6|EXTI_Line1);EXTI_ClearFlag(EXTI_Line1|EXTI_Line1);// EXTI_ClearFlag(EXTI_Line0);}void NVIC_Configuration(void){NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;#ifdef VECT_TAB_RAMNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);#else /* VECT_TAB_FLASH */NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);#endif/* Enable the TIM1 global Interrupt */NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =TIM1_UP_IRQChannel ;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* Enable the DMA Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =DMA1_Channel1_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* Enable the EXTI9_5 global Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/* Enable the TIM2 global Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =TIM2_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQChannel;// NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =1;// NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;// NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE;// NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}void GPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//配置1602的控制端RS RW EGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_13; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);/* GPIOC Configuration: Channel 1, 2 and 3 as alternate function push-pull */ //配置D8--D15 为1602数据口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);/**********************键盘*****************************/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPU; //上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPD; //下拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);/**********************键盘*****************************/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //AD输入测电压// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入测电压// GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入测电流方波GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);/*根据GPIO_InitStructure中指定的参数初始化外设GPIOx 寄存器*/ /* PE8设置为功能脚(PWM)PE9 设置为PWM的反极性输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1,ENABLE); //TIM1复用功能完全映射/* PE10设置为功能脚(PWM)PE11 设置为PWM的反极性输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1,ENABLE);}void ADC_Configuration(void){ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;/*将ADC1配置在独立转换，连续转换模式下，转换数据右对齐，关闭外部触发*/ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//每个通道独立工作/*扫描转换模式开启：ADC扫描所有ADC_SQRx寄存器(规则转换通道）和ADC_JSQR寄存器（注入转换通道，即不规则转换通道）*/ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;//连续转换模式开启//关闭ADC外部触发，即禁止由外部触发模数转换*/ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure. ADC_NbrOfChannel =1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//规则组通道设置:将ADC1的通道设为Channel_8(PB0),采样周期为71.5ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_8,1,ADC_SampleTime_1Cycles 5);ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);//将ADC1与DMA关联，使能ADC1的DMA ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);//ADC1复位校准while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);//启动ADC1校准while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//检测ADC1校准是否结束ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//软件启动ADC1进行连续转换}void ADC_DMAInit(void){DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;DMA_DeInit(DMA1_Channel1);//复位后开启DMA1的第一通道//DMA对应的外设基地址DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr=ADC1_DR_Address;//转换结果的数据大小DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize= DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)ADCConvertedValue;//DMA的转换模式:SRC模式,从外设向内存中传送数据DMA_InitStruct.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;DMA_InitStruct.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;//DMA传送数据的尺寸,ADC是12位的,用16位的HalfWord存放DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//接收一次数据后，目标内存地址自动后移，用来采集多个数据DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;//接收一次数据后,设备地址是否后移，ADC不用后移，如果是内存需要后移DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;//转换模式：常用循环缓存模式。

毕业设计_单相正弦波逆变电源的设计

第1章概述任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。

电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。

传统的晶体管串联调整正弦波逆变电源是连续控制的线性正弦波逆变电源。

这种传统正弦波逆变电源技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性正弦波逆变电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点、但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都不得和很大的滤波器。

由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。

另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调节器整管并装有体积很大的散热器,很难满足现代电子设备发展的要求。

在近半个多世纪的发展过程中，正弦波逆变电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛的应用，正弦波逆变电源技术进入快速发展期。

正弦波逆变电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。

它的功耗小，效率高，正弦波逆变电源直接对电网电压进行整流、滤波、调整，然后由开关调整管进行稳压，不需要电源变压器，此外，开关工作频率为几十千赫，滤波电容器、电感器数值较小。

因此正弦波逆变电源具有重量轻、体积小等优点。

另外，于功耗小，机内温升低，提高了整机的稳定性和可靠性。

而且其对电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V±10%,而正弦波逆变电源在电网电压在110～260V范围变化时,都可获得稳定的输出阻抗电压。

正弦波逆变电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使正弦波逆变电源装置空前的小型化,并使正弦波逆变电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,扒动了高新技术产品的小型化、轻便化。

另外正弦波逆变电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。

单相变频电源设计

单相变频电源设计单相变频电源是指通过变频器将交流电转换为可调频率的交流电的一种电源设备。

在工业生产、检测仪器、通信设备等领域中，单相变频电源被广泛应用。

本文将介绍单相变频电源的设计原理、主要组成部分以及设计要点，并结合实际案例进行详细阐述。

一、设计原理在单相变频电源设计中，需要考虑以下几个方面的因素：输入电压的稳定性、输出电压的波形质量和稳定性、变频器的控制方式以及安全保护等。

二、主要组成部分1.变频器：变频器是单相变频电源的核心部件，其主要功能是将输入的交流电转换为可调频率的交流电。

变频器通常由整流器、逆变器和滤波器等部分组成。

2.控制电路：控制电路用于对变频器的工作进行控制和调节，包括输入电压的采集、频率调节、输出电压的控制和保护控制等功能。

3.输出滤波器：输出滤波器用于对变频器输出的高频交流电进行滤波处理，以消除谐波成分和杂散成分，保证输出电压的纹波和波形质量。

4.保护电路：保护电路用于对单相变频电源的各个部分进行过流、过压、过温等安全保护，保证电路的稳定运行和安全性。

三、设计要点1.输入电压的选取：根据实际需求和工作环境，选择合适的输入电压范围，同时考虑电源的稳定性和电网的负荷容量。

2.变频器的控制方式：根据实际需求和应用场景，选择合适的变频器控制方式，常见的有开环控制和闭环控制两种方式，闭环控制具有更高的精度和稳定性。

3.输出电压的稳定性和波形质量：通过合理设计变频器和输出滤波器，保证输出电压的稳定性和波形质量，减小输出电压的波动和纹波。

4.安全保护措施：为了确保单相变频电源的安全运行，必须加入合适的保护措施，包括过流保护、过压保护、过温保护等，以及合理的接地措施和防雷措施。

四、实例分析以电子设备测试台的单相变频电源设计为例，需求如下：输入电压范围为220V±10%输出电压范围为0-300V输出频率范围为45Hz-65Hz输出电压稳定度小于±0.5%输出电压纹波小于5%。

单相正弦波变频电源设计报告

单相正弦波变频电源设计报告作者：徐晓超高莹张晖（长春理工大学）指导教师：赵秋娣摘要本单相正弦波变频电源，通过整流滤波、逆变和单片机软件程序及其相应的控制电路采用脉宽调制电压的方法很好的实现了任务要求，即通过全桥整流滤波电路将整流过的信号，经过脉宽调制、高频滤波后转变成输出电压有效值为15V～36V可调、最大负载电流有效值为1A的单相正弦信号，其频率在20Hz~100Hz范围内可调。

当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A 时，误差的绝对值小于5%，同时还具有过流保护功能，保护时自动切断输入交流电源。

完全满足了题目的要求。

本设计在很好的满足基本要求的基础上，还设计了硬件电路及相应软件程序来实现对单相正弦波变频电源的输出电压、电流、频率和功率的的测量功能。

整个装置具有输出稳定、误差小、失真度小等优点。

图1-1 总体原理框图一、方案设计与论证1、隔离变压器隔离变压器是整个装置是入口，将220V民用交流电源转换成有效值为50V交流电源，传送给整流电路。

2、整流方案实现交直流转换，入口为220V民用交流电，出口电压稳定在50V左右。

通过整流，将前极输送来的有效值为50V交流电信号，转变为45V左右的直流电信号，提供给逆变电路使用。

本设计采用一个Ⅱ型整流电路，将50V的交流电整流并经过电阻分压测得电压；经过二极管分流测得电流，从而得到输出功率。

、3 3逆变方案逆变电路是整体电路设计中最核心的部分，其中包含着一大亮点设计。

将直流信号转变为单相正弦信号的方法很多，我们这里选择用脉宽调制电压的方法巧妙的实现了这一转变，即通过改变脉冲的宽窄来改变电压的幅度。

（1）、脉冲的输出脉冲输出的宽度随着时间按照正弦波的幅值规律变化；脉冲个数随着时间与正弦波的频率成反比；一路脉冲串只在正弦周期的正半周内发出，在另半个周期内维持低电平；另一路脉冲串只在正弦周期的负半周发出，在另半个周期内维持电平。

保证了四支功率管正负半周轮流导通。

单相正弦波逆变电源设计原理

单相正弦波逆变电源设计原理首先，交流输入滤波电路用于将输入的交流电进行滤波，以降低输入电压的纹波和噪音。

一般采用电容器和电感器的组合，形成LC滤波网络。

电容器能够通过充电和放电来平滑输出电压，电感器则能够抑制高频噪音的传播，从而实现低纹波电压输出。

其次，逆变电路是实现直流电源到交流电源转换的关键部分。

典型的逆变电路包括全桥逆变电路和半桥逆变电路。

全桥逆变电路由四个开关元件（MOSFET或IGBT）和四个二极管组成，通过控制开关元件的通断状态，实现对输出电压的控制。

进而可以实现正弦波形的输出。

半桥逆变电路与全桥逆变电路类似，只是使用两个开关元件和两个二极管。

最后，控制电路用于控制逆变电路中开关元件的开关状态和频率，使得输出电压与输入电压一致。

控制电路一般由微控制器或专用控制芯片实现，通过采集输入电压和输出电压的信息，经过处理后控制开关元件的动作。

其中，开关元件的开关频率可以通过改变控制信号的频率来实现。

此外，还需要考虑过电流保护、过温保护等电路设计，以保证逆变电源的稳定和安全运行。

在实际设计中，需要根据具体需求选择合适的元器件和参数，如开关元件的功率、并联电容的容值、电感器的电感值等。

同时，还需要结合电路板的布局和散热设计，以确保逆变电源的工作效率和可靠性。

总结起来，单相正弦波逆变电源设计的原理主要包括交流输入滤波电路、逆变电路和控制电路。

通过滤波、逆变和控制，实现将直流电源转换为交流电源，并输出正弦波形。

设计时需要考虑元器件选择、参数设计和电路布局等因素，以保证逆变电源的稳定和可靠运行。

单相正弦波逆变电源设计原理

单相正弦波逆变电源设计原理+电路+程序目录1.系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2总体设计方案 (4)1.2.1设计思路 (4)1.2.2方案论证与比较 (5)1.2.3系统组成 (8)2.主要单元硬件电路设计 (9)2.1DC-DC变换器控制电路的设计 (9)2.2DC-AC电路的设计 (10)2.3 SPWM波的实现 (10)2.4 真有效值转换电路的设计 (11)2.5 保护电路的设计 (12)2.5.1 过流保护电路的设计 (12)2.5.2 空载保护电路的设计 (13)2.5.3 浪涌短路保护电路的设计 (14)2.5.4 电流检测电路的设计 (15)2.6 死区时间控制电路的设计 (15)2.7 辅助电源一的设计 (15)2.8 辅助电源二的设计 (15)2.9 高频变压器的绕制 (17)2.10 低通滤波器的设计 (18)3.软件设计 (18)3.1 AD转换电路的设计 (18)3.2液晶显示电路的设计 (19)4.系统测试 (20)14.1测试使用的仪器 (20)4.2指标测试和测试结果 (21)4.3结果分析 (24)5.结论 (25)参考文献 (25)附录1 使用说明 (25)附录2 主要元器件清单 (25)附录3 电路原理图及印制板图 (28)附录4 程序清单 (39)21.系统设计1.1设计要求制作车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输入单路12V直流，输出220V/50Hz。

满载时输出功率大于100W，效率不小于80%，具备过流保护和负载短路保护等功能。

1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输出电压波形为正弦波。

设计中主电路采用电气隔离、DC-DC-AC的技术，控制部分采用SPWM（正弦脉宽调制）技术，利用对逆变原件电力MOSFET的驱动脉冲控制，使输出获得交流正弦波的稳压电源。

1.2.2方案论证与比较⑴ DC-DC变换器的方案论证与选择方案一：推挽式DC-DC变换器。

单相正弦波变频电源设计

第２０卷第１期
２１０１年２月
淮
阴
工
学
院
学
报
Ｖ０．０Ｎｏ１１２．
Ｆｅ２１ｂ．０１
ＪｕａｆＨｕｉｉｎｔｕｅｏｅｈｏｏｙｏｒｌｏａｙｎＩｓｉｔｆＴｃｎｌｇｎｔ
单相正弦波变频电源设计
Ｈａｈｉｎｓ２０３Ｃｉ）ｕｉｎＪｇｕ２３０，ｈｎａａ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｐｏｒａｌｉａｉｎｃｒｕｉｗｉｈｄａｔｇｓｏｄ￣ｅｕｅｃｅｐｎｓｎｍａｌｓｇｌｄｉｔｒｗｅｍｐｉｃｔｏｉｃｔｔｔｅａｖｎａｅｆｗｉｅｆｈｑｎｙｒｓｏｅａｄｓｌｉｎａｓｏ－ｔｏｉｎ，ｅｃｈｓｂｅｎｄｓｇｅｔＨＭｌ５Ｉｃｐ，ａｈｅｄｓｇｆｓｎｌｔ．ａｅｅｉｎｄｗｉＳｈｌ０Ｉｈｉｎｄｔｅｉｎｏｉｇｅ—ｐａｅｓｎｅｗａｅｆｅｕｎｙｃｎｈｓｉｖｑｅｃｏ — ｒｖｒｉｎｐｗｅｕｐｌｉｈｉｎ—ｓｔｏｔｂｅａａｏｖｎｉｎｌａｔｒｅｓｏｏｒｓｐｙｗｈｃｓｏｉｐｒａｌｎｄｃｎｂｅｃｎｅｅｔｙｂｔｙ—ｐｗｅｅｎｆｌｗ —ｐｗｅｅｅｏｒｄａｄｏｏｏｒ，
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单相纯正弦波变频电源设计

单相纯正弦波变频电源设计孟芳芳;田胜;李珊红【摘要】With full bridge inverter structure,STC15W4K60S4 microcontroller is used as control core to design a single-phase sine wave inverter power supply.The test results show that the voltage adjustment rate is less than 1%;the load adjustment rate is less than 1% and power efficiency is about 95%.It is with the function of real-time display and voltage protection and over-current protection.%采用全桥逆变结构,以STC15W4K60S4单片机为控制核心,设计和制作了单相纯正弦波变频电源.测试结果表明,电压调整率小于1%,负载调整率小于1%,电源效率为95%左右,具有实时显示电压参数的功能,拥有欠压保护和过流保护功能.【期刊名称】《长春工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】7页(P39-45)【关键词】变频电源;EG8010;全桥逆变;IR2110驱动电路;Boost升压电路【作者】孟芳芳;田胜;李珊红【作者单位】合肥学院电子信息与电气工程系,安徽合肥 230601;合肥学院电子信息与电气工程系,安徽合肥 230601;合肥学院电子信息与电气工程系,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TP303.30 引言理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)。

变频电源是将市电中的交流电经过AC→DC→AC变换，输出为纯净的正弦波，输出频率和电压一定范围内可调，十分接近于理想交流电源。

基于STM32单相正弦波逆变电源的设计

—科教导刊（电子版）·2018年第06期/2月（下）—256基于STM32单相正弦波逆变电源的设计唐涛杨冰李稳国兰岳旺吴航（湖南城市学院信息与电子工程学院湖南·益阳413000）摘要针对传统线性电源输出功率低、稳定性差、带负载能力不强等问题，设计并制作了一种效率高、稳定性强的开关稳压式电源。

该开关电源系统主要是由STM32单片机、驱动模块、DC-DC 升压模块、DC-AC 逆变模块、采样调频模块等组成。

以DC-DC 升压模块和DC-AC 逆变模块为电路主拓扑，由STM32单片机产生的信号经过驱动模块放大增幅后进行控制调节，采样调频模块进行采样反馈和频率调节。

测试结果表明，该开关电源系统具有过压欠压保护功能，输出交流电压的幅值频率可调，且效率达到86%以上。

关键词STM32单片机DC-DC DC-AC 中图分类号：G632.3文献标识码：A 0引言随着电子技术的飞速发展，各种电子装置对电源功率的要求越来越大，对电源效率和稳定性的要求也越来越高。

因此，开关电源技术得以飞速发展。

传统线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在效率低(40%-50%)、体积大、工作温度高及调整范围小等缺点，而开关式稳压电源效率可达85%以上，且稳压范围宽。

相比传统线性稳压电源，开关电源所具有的电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点，为它在小功率范围内取代线性电源奠定了良好基础，并且还迅速地向中大功率范围推进。

文献[2]提出的开关电源稳定性好，但电源转换效率不高。

针对上述问题，本文提出了单相正弦波逆变电源的设计。

该设计主拓扑电路由DC-DC 升压模块和DC-AC 逆变模块构成。

其中，DC-DC 升压模块采用两路B00ST 并联结构，提高了输入电流，有利于电流分配调节。

而DC-AC 逆变模块采用全桥逆变结构。

与半桥逆变结构相比，全桥逆变的开关电流减小了一半，在大功率场合得到了广泛应用，且稳定性更好。

单相正弦波变频设计

单相正弦波变频电源摘要该变频电源以TI公司的430芯片msp430fe427为主控核心，内部调制生成SPWM信号，驱动全桥逆变电路，将直流电压转换成为交流电压，其幅值和频率可以通过430内部软件编写来进行调节。

本系统外接点阵液晶以及键盘，可以实时显示输出电压，电流，功率和交流电压频率，并且可以通过键盘设定电源输出电压的有效值和频率。

另外本电源具有过流保护功能，可在输出电流过大时切断交流输入端，提高系统的安全性和可靠性。

关键词：逆变过流保护AbstractThe frequency conversion power to TI company's 430 chips as the controller msp430fe427 core, internal SPWM modulation signal generation, drive the whole bridge inverter circuits, will be transformed into dc voltage ac voltage, the amplitude and frequency can through the 430 internal writing software to adjust. This system external LCD and keyboard, can real-time display output voltage, current, and power frequency and voltage, and can be set through the keyboard output power the effective value of voltage and frequency. In addition the power supply has the over-current protection function, can be in output current too big when the ac input, improve the reliability and safety of the system.Keywords: inverter over-current protection一，绪论在任何一个电路之中，电源是一个电路的最核心的模块，电源的设计指标关乎一个电路是否可以正常的工作，按照交流和直流的分类，电源可以分为交流电源和直流电源，可以将直流电源的频率看成是0，所以对于这两类的电源都会有两个重要的指标：幅值的稳定和频率的稳定。