基于单片机87C196MH的车载逆变电源的设计
车载逆变电源毕业设计
车载逆变电源毕业设计车载逆变电源毕业设计近年来，随着汽车行业的快速发展，车载电子设备的应用也越来越广泛。
而车载逆变电源作为车载电子设备的核心部件之一，其重要性不言而喻。
本文将探讨车载逆变电源的毕业设计，以期为相关领域的研究者提供一些参考和启发。
首先，我们需要明确车载逆变电源的作用和需求。
车载逆变电源主要用于将汽车电池的直流电转换为交流电，以供车载电子设备使用。
在设计车载逆变电源时，我们需要考虑以下几个方面的需求：1. 输出功率和电压范围：不同的车载电子设备对功率和电压的需求是不同的。
因此，车载逆变电源的设计应该能够满足不同设备的需求，并具备一定的输出功率和电压范围。
2. 效率和稳定性：车载逆变电源的效率和稳定性对于车载电子设备的正常运行至关重要。
高效率的设计可以减少能源浪费，提高车辆的燃油经济性。
而稳定的输出电压可以保证设备的正常工作，避免因电压波动而引起的故障。
3. 尺寸和重量：由于车载空间有限，车载逆变电源的尺寸和重量也是需要考虑的因素。
设计师需要在保证性能的前提下，尽量减小尺寸和重量，以便更好地适应车辆的空间限制。
基于以上需求，我们可以开始设计车载逆变电源。
在设计过程中，我们可以采用以下几个步骤：1. 选择逆变拓扑结构：逆变拓扑结构是车载逆变电源设计的基础，不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围。
常见的逆变拓扑结构包括全桥逆变器、半桥逆变器和单相逆变器等。
根据需求和实际情况，选择合适的逆变拓扑结构是设计的第一步。
2. 选择电子元器件：在设计车载逆变电源时，我们需要选择合适的电子元器件，包括功率开关器件、滤波电感、电容等。
这些元器件的选择应考虑到功率、效率、可靠性和成本等因素。
3. 控制策略设计：车载逆变电源的控制策略直接影响其性能和稳定性。
在设计过程中，我们需要选择合适的控制策略，如PWM调制、电流控制等，以实现稳定的输出和高效率的转换。
4. 效率和稳定性优化：在设计完成后，我们可以通过一些优化措施来提高车载逆变电源的效率和稳定性。
基于80C196MC的逆变电源设计
本系统采用整流桥不可控整流 ．无源滤波，用电解电容ｃ对整流 ． 输 出高压侧 电压进行平滑滤波 ，减小直流电压中的交流成分 。为了减 小电解的等效串联 阻抗的影响，再在 电解电容两端并联了—个高频无 极性 电容Ｃ。歼关管关断或者开通时 ，因为回路分布电感和变压器漏 感的作用 ，在它两端或在与之同处一桥臂上的另一只开关管两端会产 生电压尖峰。若不采取措施 ， 有时这个电压尖峰叠加原来的 电源电压
维普资讯
— ． 技 ２ ０年第 期 ＝ 科 ０６ ６
技 术 研 发
基 于８ ９ １ ＭＣ的逆 变 电源 设 计 ０ ６ Ｃ
张 宇峰
（ 东 交 通 大学 电 气 与 电 子 工 程学 院 ） 华
摘 要 本 文 介 绍 了 单 相 全 桥 式 逆 变 的 ４Ｐ ｒ ＨＺ中 顿 电 源 主 电路 设 计 以 及 基 于 ８ｔ ９ ＭＣ Ｏ Ｉ Ｃ１６ ８Ｃ１６ ０ ９ ＭＣ芯 片 的特 点 以及 由此 可 实现 的 电源 稳 压 模 式 或 者 限 流 模 式
１ 全桥式主 电路设计
ｆ 低于 １０ 或 者高于２０ ７Ｖ ７Ｖ）或者 系统 出现 故障时 ，用此继 电器切 断交流输入 、保护电源 ， 反馈 电压 电流检测的结果将决定电源的工作模式是稳压模式还 是限流模式 。当输出端负载在额定值以内时 ． 逆变 电源工作于稳压 模式 ，输 出电压稳定在额定值 。过载时 ，限流工作模式能通过降低 输出电压将输 出电流限定在给定值上 ，以确保电源 安全 ，当过载状 态解除 后，系统还能从限流模式恢复到稳压 模式 。两种工作模式都 是通过 平均值Ｐ 比例积分 ） 节器 实现的 逆变 电源的输 出电 Ｉ ｆ 调 压 、电流经霍 尔采样 ，再经过检测放大电路反馈至 电压 、电流平均 值Ｐ调节器 ．与各 自 定值 进行比较 。而后调节Ｓ ＷＭ调制环节中 Ｉ 给 Ｐ 正弦调制波的幅值 （ 即调制比 ），从而达 到稳定输 出电压或限电流
基于87C196MH的车载逆变电源设计方案
基于87C196MH的车载逆变电源设计方案1 系统结构本设计巧妙地利用了高功率因数PWM 控制芯片L4981A 的Boost 结构的功率校正电路来实现直流升压变换器的设计。
提出了一种以87C19MH 为控制核心，以IPM 为开关器件的逆变电源的设计方案。
逆变电源系统框图如图1所示，采用两级结构，第一级是DC/DC 变换器，第二级是DC/AC 逆变器;DC/DC 变换器将110 V 直流电压变换成400 V 直流电压，DC/AC 逆变器则将此直流电压逆变成有效值为230 V 频率为50 Hz 的交流电压，以带动负载[1-2]。
且系统具有输入过欠压、输出过流、缺相、负载短路、超温等保护功能。
2 DC/DC 电路设计该逆变电源的第一级为DC/DC 升压电路设计，采用Boost 型APFC 控制，升压电路拓扑结构如图2 所示。
Boost 型APFC 升压控制电路设计应用集成控制芯片L4981A，通过采样电阻Rs(RS102，RS101)通过8、9 两引脚采集系统输入电流;直流输入电压(VCCP+)经限流电阻R17 后，加到4 脚，作为控制输入电流的跟踪信号;输入电压的有效值通过7 脚送入乘法器，以调节输入总功率的恒定;输出电压(VOUT)经R27、R28、W3(可调电位器)和R32 分压后，由14 脚加到芯片内部的误差放大器的输入端。
以上4 个信号作为L4981A 芯片内部电路控制方式的参考值，通过芯片结构内部的电压控制环路和电流控制环路，来实现双闭环的调节。
采集的输出电压信号与L4981A 芯片内部基准电压比较后，误差信号经过PI 调节送入乘法器，用来调节输出电压为一稳定值。
电流误差信号经过调节后生成。
车载逆变电路课程设计
车载逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解车载逆变电路的基本工作原理，掌握其关键元件的功能和特点；2. 学会分析车载逆变电路的电路图，并能进行简单电路的计算；3. 掌握车载逆变电路在实际应用中的性能要求及其在新能源汽车中的作用。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的车载逆变电路；2. 学会使用相关仪器设备对车载逆变电路进行性能测试，并能分析测试结果；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论和实验，解决车载逆变电路设计与实施中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对新能源汽车及车载逆变电路的兴趣，提高学习的积极性和主动性；2. 培养学生具备良好的实验操作习惯和安全意识，尊重事实，严谨求实；3. 增强学生的环保意识，认识到新能源汽车在可持续发展中的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课程要求学生在理解车载逆变电路基本原理的基础上，通过动手实践，培养创新意识和实际操作技能，同时注重培养学生的团队协作能力和情感态度价值观。
通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 车载逆变电路基本原理：包括逆变器的定义、工作原理、关键元件介绍（如IGBT、MOSFET等），以及车载逆变电路的应用场景。
教材章节：第一章 车载逆变电路概述2. 车载逆变电路的设计方法：介绍车载逆变电路的设计步骤，包括电路拓扑的选择、元件参数的计算、控制策略的设计等。
教材章节：第二章 车载逆变电路设计方法3. 车载逆变电路的仿真与实验：利用相关软件（如MATLAB/Simulink）进行车载逆变电路的仿真分析，通过实验验证设计方案的可行性。
教材章节：第三章 车载逆变电路仿真与实验4. 车载逆变电路的性能测试与分析：学习性能测试方法，对实际搭建的车载逆变电路进行测试，分析测试结果，并提出优化方案。
教材章节：第四章 车载逆变电路性能测试与分析5. 车载逆变电路在实际应用中的案例分析：分析新能源汽车中车载逆变电路的应用实例，探讨其发展趋势。
基于单片机单相车载逆变电源设计
基于单片机单相车载逆变电源设计Abstract：The design of a single-phase car-mounted inverter power supply based on a single-chip microcomputer is presented in this paper. The article analyzes the system requirements and design principle of the inverter power supply in detail. The system adopts a single-chip microcomputer as the core controller, and a power MOS tube as the switching device. By adjusting the pulse width modulation signal of the single-chip microcomputer, the DC voltage output by the car battery is converted into a stable AC voltage.Keywords：Single-phase inverter power supply; single-chip microcomputer; pulse width modulation; car-mounted applicationIntroduction：With the rapid development of automobile technology, more and more car electronics have been developed, which need AC power supply. However, the power supply of the onboard equipment is mainly provided by the car battery, which only provides DC voltage output. In order to meet the AC power supply needs of onboard equipment, an inverter power supply is required. Moreover, with the miniaturization of the car body, it is increasingly difficult to add a large-capacity generator to provide the required AC power supply. Therefore, it is necessary to design a small and efficient inverter power supply that can be easily installed in a car.The principle of an inverter power supply is to convert DC voltage into AC voltage. The conversion process needs touse a switching device to switch the DC voltage, and then use a filter circuit to filter the switching signal to obtain the stable output voltage. The conversion process requiresprecise control, and the single-chip microcomputer is anideal control device in the process of converting DC voltage into AC voltage. The pulse width modulation (PWM) technology of the single-chip microcomputer can effectively control the output voltage.Design and Implementation：The system block diagram of the inverter power supply based on the single-chip microcomputer is shown in Figure 1, including four parts: power supply unit, control unit, drive unit and switching unit.Power supply unit: This unit converts the input DC voltage (car battery) into a stable DC voltage for thecontrol unit and the drive unit. The DC voltage is filteredby a filter capacitor to remove the AC component and obtain a DC voltage.Control unit: This unit consists of a single-chip microcomputer, which is used to control the switching unit by generating a PWM signal. The single-chip microcomputer also provides feedback control of the inverter output voltage, which ensures the stable operation of the inverter power supply.Drive unit: This unit is composed of a driver circuit and an isolation transformer. The driver circuit is used to provide PWM signals to the switching unit. The isolation transformer is used to isolate the drive circuit and the switching circuit to ensure the safety of the system.Switching unit: This unit is composed of power MOS tubes,which is used to switch the DC voltage to obtain a stable AC voltage.The switching unit of the system is shown in Figure 2.It uses two power MOS tubes as switching devices, which convert the DC voltage input into a square wave signal. The square wave signal is filtered by the output transformer and then output as an AC voltage.Conclusions：In this paper, a single-phase car-mounted inverter power supply based on a single-chip microcomputer is designed. Through the analysis of the system requirements and design principle, the system adopts a single-chip microcomputer as the core controller, and uses power MOS tubes as the switching device to convert the DC voltage output by the car battery into a stable AC voltage. The control of the inverter power supply is realized by adjusting the PWM signal using the single-chip microcomputer. The experimental results show that the designed system has stable output performance and is suitable for car-mounted applications.。
基于MCU控制的逆变电源的设计与实现
苏州大学硕士学位论文基于MCU控制的逆变电源的设计与实现姓名：冯建卿申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：王加俊2010-12基于MCU控制的逆变电源的设计与实现中文摘要基于MCU控制的逆变电源的设计与实现中文摘要随着我国经济水平的不断提高，汽车已经走进了千家万户，有车一族在户外需要使用的电子产品越来越多，最常见的就是手机、笔记本电脑、MP3播放器等等。
因此一种新颖的车载电器——车载逆变器开始迅速走红，在欧美国家，车载逆变器已经成为每辆汽车的必备品。
据统计，国内配备逆变器的车辆还不足20%，因而车载逆变器在国内有很大的市场前景。
本文设计了一种基于MCU控制的车载逆变电源，具有数码显示功能，产品出现的一些典型故障都可以读出，使得用户可以有针对性的去排除故障，保护车内的蓄电池不受到损坏，确保汽车可以正常地启动，该电路使用功率开关把输入的直流电压转变成脉宽调制的交流电压，然后利用推挽拓扑结构电路和高频变压器把交流电压升高，再用全波整流把交流电压转换成直流，最后由全桥变换器把高压直流逆变成所需的交流电。
出于对产品安全性的考虑在设计的过程中增加了输入欠压、过压保护，输入反接保护，输出过功率，输出短路保护，过温保护。
经过反复的调试以及对其优化设计，电源基本达到各项设计指标，达到转换效率高、噪音小、体积小，能提供稳定、可靠的电源。
但是还有一些不足，有待进一步优化设计，例如输出波形有待优化为标准正弦波，使其适用的负载更加广泛。
关键词：逆变电源PWM高频变压器作者：冯建卿指导教师：王加俊Abstract Design of Power Inverter based on MCU Control Design of Power Inverter based on MCU ControlAbstractWith the continuous improvement of our economy,cars have came in the house,car owners need to use more and more electronic products in outdoor,the most products are the cell phones、laptops、MP3players and so on.Therefore,a novel electric car board--power Inverter became popular,In European and the America country,power inverter has become a necessity part in the car.According to statistics,less than20%car owners using the power inverter in china,so car inverter have great market prospects in the China.This paper designs a based on MCU control car inverter power supply with digital display,the product can read some typical breakdown,so users can troubleshoot targeted to protect the car's battery cannot be damaged,ensure that the car can start,power switch transfer the input DC voltage to pulse width modulation AC voltage,then use push-pull circuit topology with high-frequency transformer increase the AC voltage,then with full-wave rectifier to convert AC voltage into DC voltage,and finally converter the high DC voltage to AC voltage by the full bridge converter.To avoidthe safety issue,during the design progress,several protection circuits are added like the input under voltage、over voltage protection,polarity protection,output over power protection、short circuit protection、over temperature protection.After much debugging and optimization of the design,the power inverter can achieve the design specifications,achieve high efficiency, low noise,small size,can provide stable,reliable power supply.But this power inverter also has some deficiencies,need to do further research,for example,the output wave need to be optimized to standard sine wave so that the load can be applied more widely. Keywords:Power Inverter PWM High-frequency transformerWritten by:Feng JianqingSupervised by:Wang Jiajun基于MCU控制的逆变电源的设计与实现第1章绪论第1章绪论1.1引言近年来随着我国经济的迅猛发展，我国的汽车保有量在迅速的增加，从2000年到2008年的八年时间里我国的汽车产销增加了七百多万辆，年均增长近百万量，随着我国汽车工业的发展，将迅速带动车载逆变电源市场的发展，因此车载逆变电源的研究就有至关重要的意义。
车载逆变电源的设计
车载逆变电源的设计
车载逆变电源是一种能够将汽车直流电源转换成交流电源的电子设备。
下面是车载逆变电源的设计要点：
1. 车载逆变电源的输入电压范围通常为12V-24V，因此设计时要确保电路在这个范围内工作稳定。
2. 使用高效的开关电源设计，以确保能够在尽可能小的体积中输出足够大的功率。
3. 适当选择逆变电路拓扑结构，常用的有全桥式逆变、半桥式逆变和谐振式逆变等。
4. 选用高速开关和大功率低电阻MOSFET管，以提高转换效率和减小损耗。
5. 对输出电压进行稳压控制，以满足不同负载的需求。
6. 考虑安全性，加入过温、过电流、过压、短路等保护电路，确保车载逆变电源具有可靠性和稳定性。
7. 对辐射干扰问题应该加以评估，确保符合电磁兼容性规范。
8. 做好散热设计，使得整体温升不过高，保证设备长期稳定工作。
9. 设计时需要结合实际需要，如输出电压、输出电流、输出功率等等因素进行分析，并对部分元器件进行优化，以提高设计的性价比。
以上是车载逆变电源的设计要点，需要根据实际情况进行针对性的设计。
车载逆变器电源方案
车载逆变器电源方案1. 引言随着汽车的普及和发展，人们对汽车的功能要求也越来越高，不再满足于只是作为交通工具的基本功能。
面对现代汽车上越来越多的电子设备和需要供电的设备，车载电源方案变得至关重要。
车载逆变器作为一种常见的车载电源方案，可以将直流电源转换为交流电源，满足车辆上各种设备的供电需求。
2. 车载逆变器的工作原理车载逆变器的基本工作原理是将车辆的直流电源转换为交流电源。
它通常由直流输入电路、逆变电路和交流输出电路组成。
2.1 直流输入电路直流输入电路主要由电源输入端、输入滤波电路和直流输出端组成。
电源输入端连接车辆的直流电源，输入滤波电路用于滤除输入电压中的杂波和干扰。
直流输出端连接逆变电路，将滤波后的直流电源供给逆变电路。
2.2 逆变电路逆变电路是车载逆变器的核心部分，它将直流电源转换为交流电源。
常见的逆变电路有两种类型：单相逆变电路和三相逆变电路。
单相逆变电路适用于一些功率较小的设备，而三相逆变电路适用于功率较大的设备。
逆变电路通常由晶体管、继电器、电感、滤波电容和控制电路等器件组成。
逆变电路的工作原理是通过切换晶体管的导通和关断状态，来控制输出交流电压的幅值和频率。
2.3 交流输出电路交流输出电路主要由输出滤波电路和输出端口组成。
输出滤波电路用于滤除输出交流电压中的杂波和干扰。
输出端口则连接各种设备，将输出交流电压供给这些设备。
3. 车载逆变器的应用场景车载逆变器广泛应用于汽车、船舶、房车等场景中。
它可以为车辆上的各种设备提供电力支持，包括但不限于手机充电、电脑使用、DVD播放等。
车载逆变器的功率范围较大，一般从几十瓦到几千瓦不等，可以满足不同设备的功率需求。
4. 车载逆变器的选择与购买在选择和购买车载逆变器时，需要考虑以下几个方面：•功率需求：根据需要供电的设备功率确定逆变器的功率范围。
太小的逆变器可能无法满足设备的功率需求，太大的逆变器则会造成资源浪费。
•逆变效率：逆变效率是衡量逆变器性能的重要指标，它表示逆变器将输入直流电源转换为输出交流电源的效率。
车载逆变电源的设计
车载逆变电源的设计1 引言车载逆变器(电源转换器、Power Inverter )是一种能够将DC12V 直流电转换为和市电相同的AC220V 交流电、供一般电器使用的车用电源转换器。
车载逆变电源就是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为工频交流电。
它是常用的车用汽车电子用品。
通过它可以在汽车上使用平时我们用市电才能工作的电器，比如电视机、笔记本电脑、电钻、医疗急救仪器、军用车载设备等，可应用于各个行业领域。
按照输出波形来分，车载逆变电源可分为正弦波输出和方波输出两种。
前者可提供不间断的高质量交流电，可适应任何负载，但其技术要求及成本高，电路结构比较复杂。
后者提供的交流电的质量较差，且带载能力差，不能接“感性负载”，但其技术要求低，体积小，电路简单，价格低。
方波逆变器输出的是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。
同时，其带负载能力差，仅为额定负载的40%－60%，不能带感性负载。
如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容，方波逆变器的制作方法采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。
针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。
总的来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。
准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。
本文设计的逆变电源即为准正弦波逆变器。
2 设计2.1 概述2.1.1 该逆变电源的基本构成和原理（1）基本构成本次设计电路的方框图如图1所示。
该电路由12V直流输入、输入过压保护电路、过热保护电路、逆变电路I、220V/50KHz整流滤波、逆变电路II、输出过压保护电路等组成。
基于单片机的车载逆变电源设计
宝骚与Hl奔基于单片机的车载逆变电源设计Design of intelligeaquarium monitoring system郭志成任晓芳朱东山（兰州工业学院电气工程学院，甘肃兰州730070）摘要：设计了一种车载逆变电源，系统采用两级变换结构，先使用PWM芯片SG3525控制双变压器结构的推挽电路将蓄电池电压升高，在通过单片机PIC16F877A输出SPWM信号控制全桥逆变电路，得到220V/50Hz正弦交流电为车载电器供电系统设计简单、容易实现，克服了传统车载逆变电源存在的问题，提高了电源的适用性关键词：逆变电源;SG3525；推挽电路；PIC16F877AAbstract:A vehicle-mounted inverter power supply is designed.The system adopts a two-stage conversion structure.The PWM chip SG3525is used to control the push-pull circuit of the dual-transformer structure to taise the battery voltage.The SPWM signal is output through the single-chip PIC16F877A to control the full-bridge inverter circuit.220v/50Hz sinusoidal AC power supply for vehical electrical appliances.The system design is simple and easy to implement,overcomes the problems existing in the traditional vehicle inverter power supply,and improves the applicability of the power supply.Key words:Inverter power supply;SG3525;Push-pull circuit;PIC16F877A中图分类号：TM76文献标识码：B文章编号：1003-8965(2019)02-0086-020引言随着私家汽车的普及和现代科技的进步，大量电子产品，例如车载音响、电视、冰箱、平板电脑、医疗急救电器等的投入使用，使人们出行更加舒适和方便。
通过单片机87C196MC控制实现5KVA机车空调电源系统的设计
通过单片机87C196MC控制实现5KV A机车空调电源系统的设计1 概述随着铁路运输的发展和工作生活条件的改善，机车乘务人员对工作环境和条件的要求越来越高，为此需对机车司机室安装空调系统。
但由于空调机组是三相交流负载，而机车车载电源为DC110V，所以需设计一逆变电源，将DC 110V变换为AC 380v供给空调机组。
考虑到机车运行环境的特殊性，如：震动较大;工作环境温度较高;车门开闭频繁，使得空调机组起停频繁;司机室内电气控制设备和信号设备密集，易与空调电源产生相互的电磁干扰等，因此对其空调电源的抗震性、抗电磁干扰性、运行的安全可靠性等方面提出了更高的要求。
根据技术指标要求，在控制电源和辅发输入电压波动±30%的范围内，逆变电源必须为空调提供电压波动在+1 0%/一1 5%，频率波动在±5%以内，额定输出电压相对谐波含量（3 1次以下谐波含量总均方根值与输出总电压均方根值之比）小于5%的三相380V交流电压，且在一25℃～7 0℃之间均能可靠运行。
2 工作原理与硬件结构由主电路部分和控制部分组成。
升压斩波电路由PWM控制器SG3525进行控制，逆变电路以inte1公司的单片机87C196MC为核心进行控制。
2.1 主电路逆变电源的主电路如图2所示，主要由DC/D C、DC/AC两部分组成。
DC 1 1 0V输入电压经CI滤波后送至由Ll、T1、D7组成的升压电路，电压变为DC 540V。
由VT 1～V T 6及D 1一D 6组成的逆变电路将此DC 540V电压逆变为三相AC 3 80V。
升压斩波电路采用B00 St变换器的拓扑结构，开关管采用I G B T。
逆变桥的开关器件采用先进的智能功率模块IPM。
IPM是以IGBT为基本功率开关器件，同时内部集成了优化的门极驱动及保护电路的功能模块，其保护功能主要有过流、控制电源欠压和管芯过热等保护。
当模块发生故障时，可以根据IPM故障输出端的输出信号，进行故障判断。
一种基于单片机的逆变电源系统的设计
一种基于单片机的逆变电源系统的设计
1、引言
近来,逆变电源在各行各业的应用日益广泛。
本文介绍了一种以16 位单片机
8XC196MC 为内核的逆变电源系统的设计。
8XC196MC 片内集成了一个3 相波形发生器WFG，这一外设装置大大简化了产生同步脉宽调制波形的控制软件
和外部硬件，可构成最小单片机系统同时协调完成SPWM 波形生成和整个系
统的检测、保护、智能控制、通讯等功能。
2、电源系统的基本原理
该电源由蓄电池输入24V 直流电，然后通过桥式逆变电路逆变成SPWM 波形，经低通滤波器得到正弦波输出。
SPWM 波形由8XC196MC 的3 相波形发生器WFG 产生，可输出所需电压和频率的正弦波。
3、系统硬件设计该逆变电源系统可实现调频、调压功能。
通过A/D 转换，自动反馈调节电压，使输出波形稳定。
三相电压值、频率可用数码管显示，通过使用MAX232E 可与PC 机通讯，实现远程控制与监测。
该系统的硬件框图如图1 所示。
3.1 SPWM 波形产生电路
SPWM 波形是由8XC196MC 的专用寄存器WFG 控制下完成的。
WFG 的功能特点：
片内有3 个同步的PWM 模块，每个模块包含一个相位比较寄存器、一个无信号时间(dead time)发生器和一对可编程的输出。
WFG 可产生独立的3 对PWM 波形，但它们有共同的载波频率、无信号时间和操作方式。
一旦起动以后，WFG 只要求CPU 在改变PWM 的占空比时加以干预。
基于PIC单片机的数字式车载逆变电源的研究与设计的开题报告
基于PIC单片机的数字式车载逆变电源的研究与设计的开题报告一、研究背景和意义随着汽车电子设备的不断普及和迅速发展，车载逆变器作为一种可将车辆直流电源转换为交流电源的重要设备，受到了广泛的关注和应用。
目前市面上的车载逆变器大多数属于模拟式逆变器，存在体积大、效率低、噪音大等缺点。
数字式车载逆变器以其小巧、高效、低噪音等优点逐渐成为研究热点。
本次设计旨在基于PIC单片机，设计一款功能齐全、性能优良、价格实惠的数字式车载逆变器，为汽车电子设备提供更加优质的电源支撑，具有重要的应用意义和实用价值。
二、设计内容和研究方法本设计主要分为硬件设计和软件设计两个部分：1.硬件设计硬件设计包括功率电路设计、控制电路设计和保护电路设计。
其中功率电路要能够满足车载设备的电源需求，控制电路需要适配所选单片机，保护电路则需要在出现异常情况时对逆变器进行保护。
2.软件设计软件部分主要包括单片机程序设计和上位机软件开发。
单片机程序需要实现逆变器的控制功能和数据采集功能，上位机软件需要实现对逆变器数据实时显示和操作控制。
研究方法主要采用仿真和实验相结合的方式，先通过仿真软件进行模拟实验，验证设计的可行性，然后基于实验结果优化设计，最终通过实验验证出设计的正确性和有效性。
三、预期成果本研究的预期成果是设计出一款稳定性好、噪音小、效率高的数字式车载逆变器，并成功实现单片机控制。
同时，将开发一个友好的上位机软件，实现对逆变器的实时监控和控制，最终实现一个可靠的数字式车载逆变器系统，为汽车电子设备提供更加优质的电源支撑。
四、研究进度安排本论文的研究进度安排如下：1.文献调研和理论研究（2周）；2.硬件设计和电路仿真（4周）；3.单片机程序设计和调试（3周）；4.上位机软件开发和测试（3周）；5.系统集成和性能测试（2周）；6.论文写作（2周）。
五、参考文献1.李正东.数字式车载逆变器研究[D].河南科技大学,2019.2.李晓明,周荣年.PIC单片机逆变控制系统的设计与研究[J].自动化应用,2017,2(2):135-137.3.汪琴.数字式车载逆变器设计[D].青岛理工大学,2018.4.宋华.基于DSP的数字式车载逆变器研究[D].长春工程学院,2018.。
车载逆变电源设计
中心议题：高速通信的混频器和调制器设计解决方案：采用推挽式电路实现对MOSFET和IGBT的最优驱动一、设计的基本要求在一些交通运载、野外测控、可移动武器装备、工程修理车等设备中都配有不同规格的电源。
通常这些设备工作空间狭小，环境恶劣，干扰大。
因此对电源的设计要求也很高，除了具有良好的电气性能外，还必须具备体积小、重量轻、成本低、可靠性高、抗干扰强等特点。
针对某种移动设备的特定要求，研制了一种简单实用的车载正弦波逆变电源，采用SPWM工作模式，以最简单的硬件配置和最通用的器件构成整个电路。
实验证明，该电源具有电路简单、成本低、可靠性高等特点，满足了实际要求。
车载逆变器（电源转换器、Power Inverter ）是一种能够将DC12V 直流电转换为和市电相同的AC220V 交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。
车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。
在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。
中国进入WTO 后，国内市场私人交通工具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。
通过点烟器输出的车载逆变器可以是20W 、40W 、80W 、120W 直到150W ，功率规格的。
再大一些功率逆变电源200W，300W，400W，500W，600W，700W，800W，1000W，1500W要通过连接线接到电瓶上。
设计汽车逆变电源，提出了一种低成本的方波逆变电源的基本原理及制作方法；介绍了驱动电路芯片SG3524 和IR2110的使用；设计驱动和保护电路；给出输出电压波形的实验结果本文阐述了要求非常高的车载电源的设计及实验过程中的一些特殊问题的解决措施，提出了一些新颖的观点。
这些观点对以后的电源设计有一定的借鉴作用。
二、总体方案的确定1、总体介绍：电源是电子设备的动力部分,是一种通用性很强的电子产品。
车载逆变电源_毕业设计(word文档良心出品)
大学学士学位论文摘要摘要车载逆变器就是一种能把汽车上12V直流电转化为220V/50HZ交流电的电子装置，是常用的车用电子用品。
在日常生活中逆变器的应用也很广泛比如笔记本电脑、录像机和一些电动工具等。
本设计主要基于开关电源电路技术等基础知识，采用二次逆变实现逆变器的设计。
主要思路是：运用TL494以及SG3525A等芯片,先将12V直流电源升压为320V/50HZ的高频交流电，再经过整流滤波将高频交流电整流为高压直流电，然后采用正弦波脉冲调制法，通过输出脉冲控制开关管的导通。
最后经过LC工频滤波及相应的输入输出保护电路后，输出稳定的准正弦波，供负载使用。
本设计具有灵活方便、适用范围广的特点，基本能够满足实践需求。
而且本设计采用高频逆变方式，具有噪声降低、反应速度提高以及电路调整灵活的优点。
设计符合逆变电源小型化、轻量化、高频化以及高可靠性、低噪声的发展趋势。
关键词：车载逆变器；脉冲调宽；保护电路；TL494 ；SG3525A大学学士学位论文ABSTRACTABSTRACTCar in verter is a kind of vehicle that can be con verted to 220V/50Hz 12V DC AC electronic device which is commonly used in automotive electronic products. The inverter applications are very broad in the daily life , such as no tebook computer, video recorder and electric tools etc.This desig n is mainly based on switch power supply circuit tech no logy basic kno wledge, using two inv erter realize inv erter desig n. The main idea uses the TL494 and SG3525A etc chip, the first 12 V dc power boost for 320 V/freque ncy 50 Hz high freque ncy alter nat ing curre nt, and rectificati on of high frequency ac filter will rectifier for high voltage dc and then using sine pulse regulati on law, through the output pulse con trol switch tube con ducti on. Fin ally after LC in dustrial freque ncy filter and the corresp onding in put/output protect ion circuits, stable output prospective sine wave, used for load.The desig n is flexible and convenient, apply a wide range of features, can basically meet the dema nd of practice. Besides the desig n uses the high frequency inverter, with noise reduction, response speed and adjust the adva ntages of flexible circuit. Fin ally the desig n con forms to the power supply miniaturization, lightweight, high frequency and high reliability, low no ise trend. Key words: car invert ；pulse width modulation ；circuit protection ；TL494; SG3525A ;大学学士学位论文 目录39 5逆变电源单元电路设计5.1 DC/DC 变换电路 ......5.2 DC/AC 变换电路 ......5.3输入过压保护电路.. 5.4输入欠压保护电路.. 5.5 过热保护电路 ...... .....35 35 36 ..................................... 38 ..................................... 38 目录1 绪论 (1)1.1 车载逆变器及其发展 (1)1.2逆变电源技术的发展 ..................... 2 1.3 逆变电源的发展趋势 (5)2设计总体目标 (7)2.1设计要求及系统指标 ..................... 7 2.2总体方案的选取 ....................... 8 3.1 逆变电源整体框图 . (11)3.2脉宽调制技术及其原理 .................... 13 3.3 正弦波脉宽调制技术 .. (18)4逆变电源主要集成芯片外围电路及其功能简介 (21)4.1 TL494 外围电路及其应用 (21)4.2 SG3525A 外围电路及其应用 (23)4.3 ICL8038 外围电路及其应用 (28)3整体电路设计 (11)4.4 IR2110外围电路及其应用. (31)大学学士学位论文目录5.6 输出过压保护电路 (40)5.7 输出过流保护电路 (41)致谢词 (43)参考文献 (44)附录 (46)附录一外文翻译 (46)附录二逆变电源原理图 (63)1绪论1.1 车载逆变器及其发展车载逆变电源是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为交流电，供一般电器产品使用，是一种较方便的车用电源转换设备。
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当单片机上电启动后首先经历一个软启动过程，该过程中单片机主要完成检测输入电压过欠压、输入电流过流和IPM电流过流故障。若无故障，则单片机根据输出电压反馈值调整SPWM的载波频率和调制比，使输出电压稳定。 当输出电压稳定后，单片机启动缺相保护，检测输出电压是否跌落。如果发生缺相故Байду номын сангаас，单片机将停止输出驱动脉冲，并且点亮软件故障指示灯。同时，当逆变电路正常工作的同时，单片机继续实时检测其他故障情况，一旦发生故障将停止输出SPWM信号并点亮故障指示灯，进入软件保护状态。这样保证了逆变电源工作在安全状态。3.1 单片机控制系统设计 单片机通过地址总线和数据总线分别控制片外EPROM和锁存器，其中8位数据总线和14位地址总线的低8位分时复用。EPROM存放单片机程序，当单片机上电后将运行EPROM中的程序。锁存器起到数据暂存作用，当读取EPROM某个地址中的程序时，先由单片机对EPROM进行地址操作，然后通过锁存器暂存地址总线的低8位，此时它们作为8位数据总线将选定地址中的程序送入单片机去执行。 在控制系统中，单片机第46~48引脚对输出三相电压进行采样，第40引脚为外部参考电压输入，第62引脚为故障信号输入，第30~35引脚为PWM输出，第12~16引脚为高6位地址总线，第17~24引脚为低8位地址总线和8位数据总线的复用总线。 单片机对输出电压进行采样，并且实时监控各个故障信号。同时根据输出电压的反馈量调整SPWM的调制比，调节输出电压有效值。3.2 驱动电路设计 图4所示为驱动电路，该电路的作用就是把单片机输出的SPWM驱动信号经过光耦隔离并适当放大，然后送到IPM模块的相应管脚，进而控制IPM内部IGBT的开通和关断。光耦主要用来实现主电路和控制电路之间的信号连接，满足主电路和控制电路之间的电气隔离。本设计中选用HP公司的光耦HCPL-4503，该芯片有效地起到信号隔离和电压放大作用，完成驱动IPM的目的。
4 实验研究 为了验证本系统控制策略的正确性，对本文所研制的车载逆变器进行了实验测试。车载逆变器带阻性负载，实验样机输入DC电压90 V~120 V；输出AC电压230 V，50 Hz；开关频率3 kHz；最小输出功率为880 W。 在测试实际波形的时候，用数字示波器测量L4981A的PWM输出端，同时使用1:100的高压差分探头，测量直流输出波形，在空载时对DC/DC的驱动信号波形进行采集。输入110 V，PWM频率27.66 kHz，占空比为8.45%，直流升压输出电压为405 V。
地铁和高速列车的使用，给人们带来方便的同时也存在着较大的隐患。由于其窗门都需要处于密闭状态。若列车因发生电力故障而停留在隧道中，空调和排风设备会停止运行，进而严重地影响乘客们的生命安全。现急需一种将蓄电池直流110 V的电压逆变为三相230 V/50 Hz的交流电源，为机车电力设备供电，以确保乘客生命安全。1 系统结构 本设计巧妙地利用了高功率因数PWM控制芯片L4981A的Boost结构的功率校正电路来实现直流升压变换器的设计。提出了一种以87C19MH为控制核心，以IPM为开关器件的逆变电源的设计方案。逆变电源系统框图，采用两级结构，第一级是DC/DC变换器，第二级是DC/AC逆变器；DC/DC变换器将110 V直流电压变换成400 V直流电压，DC/AC逆变器则将此直流电压逆变成有效值为230 V频率为50 Hz的交流电压，以带动负载[1-2]。且系统具有输入过欠压、输出过流、缺相、负载短路、超温等保护功能。
2 DC/DC电路设计 该逆变电源的第一级为DC/DC升压电路设计，采用Boost型APFC控制，升压电路拓扑结构。 Boost型APFC升压控制电路设计应用集成控制芯片L4981A，通过采样电阻Rs（RS102，RS101）通过8、9两引脚采集系统输入电流；直流输入电压（VCCP+）经限流电阻R17后，加到4脚，作为控制输入电流的跟踪信号；输入电压的有效值通过7脚送入乘法器，以调节输入总功率的恒定；输出电压（VOUT）经R27、R28、W3(可调电位器)和R32分压后，由14脚加到芯片内部的误差放大器的输入端。以上4个信号作为L4981A芯片内部电路控制方式的参考值，通过芯片结构内部的电压控制环路和电流控制环路，来实现双闭环的调节。采集的输出电压信号与L4981A芯片内部基准电压比较后，误差信号经过PI调节送入乘法器，用来调节输出电压为一稳定值。电流误差信号经过调节后生成PWM脉冲信号输出，L4981A的输出端(20脚)将输出的PWM控制IGBT管的导通和关断，通过外接振荡器的定时电阻和电容来设定PWM开关频率，经过输出电容Ca滤波来实现直流输出。升压后的输出电压VOUT经R29、R30、R31和W4(可调电位器)分压后加到3脚，当此管脚的电压大于5．1 V时，即VOUT超过410 V时，L4981A将实现过压保护，输出将被强制接地，来强制截至功率开关管[3-4]。
基于单片机87C196MH的车载逆变电源的设计
摘 要： 介绍了在紧急情况下，用于机车电力设备空调、风机等车载逆变电源的主电路拓扑结构和工作原理。该电源采用了DC/DC和DC/AC两级变换，提出了基于Intel单片机87C196MH的控制方法，并对DC/DC和DC/AC两级变换电路的设计分别进行了详细介绍。实验结果表明，此逆变电源设计合理、运行稳定可靠。关键词： 87C196MH；L4981；IPM-IM14400；逆变电源
本文设计了符合地铁列车应急需求的车载逆变电源，采用IPM模块有效减小了系统体积。使用单片机波形发生单元输出6路SPWM作为IPM的驱动信号，提高了系统的性能，并通过硬件和软件实时检测电压和电流，保证逆变器安全工作。经试验验证，该系统控制方案简单、高效、可靠，具有良好的应用价值。
输入电流经R22后加到2脚，实现峰值电流限制。同时输出通过电压分压器来设定芯片的欠压锁定开通和关断阈值，通过欠压封锁控制端来控制是否欠压。当15脚的电压低于10 V时（Q3导通），实现欠压封锁；当l5脚的电压高于15.5 V时(Q3断开)，将正常起动，使电源电压具有滞回功能。L4981A电路软启动的时间由E3的电容值决定。3 DC/AC电路设计 车载逆变器主控芯片为Intel单片机87C196MH，由单片机87C196MH输出6路互补SPWM信号为IPM提供驱动脉冲，将400 V直流电源逆变为三相230 V/50 Hz的交流电源，为机车电力设备供电，主控电路结构。
图6所示为IPM上下桥臂驱动信号的死区时间。由于单片机发出的SPWM信号经光耦后将反向，因此单片机输出的两路互补SPWM信号同是高电平时为死区时间。由图可见，死区时间为15 ?滋s，能够有效地防止上下桥臂直通。 图7所示为输出电压波形，实验中使用了1：1 000的高压差分探头。由图可见实际输出电压为49.60 Hz，有效值为230 V。当输入电压在90 V~120 V间波动及负载阻抗变化时，逆变器的输出电压都能够有效地稳定在230 V/50 Hz交流电压，且谐波含量较小。