一种基于单片机控制的逆变电源电路设计
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出的目的，不仅 实现 了２ ０ — １ ０ ０ Ｈｚ ｝ ￣调频功能 ，而且还有一些优点比如瞬态响应的速度快 、很稳定、高 的输 出电压精度等优点。 【 关键词 】单 片机 ；逆变 电源 ；电路设计
１ ． 系统 总体方案设 计 １ ． １总体 设计 思路
依 据相关 的要求 ，输 入的直流 电压 ，输
方 案二 ：使用Ｋ Ａ ７ ５ ０ ０ ，与Ｔ Ｌ ４ ９ ４ ＊ Ｈ 比～ ： 者的 区别 只是芯片 内部 的运放输入端 的基准 源大小有些微 小的差别 ，没有对 电路 的功能 和性 能造 成 什 么影 响 。因 为 当今 的市 场 上 想要找 ￣ Ｕ Ｋ Ａ ７ ５ ０ ０ Ｃ 芯片 已经很难 了，就算通
Ｉ 丝． 皇 蕴 …………………………变电源电路设计
河北省教育考试院 田明儒
【 摘要 】设计 以单 片机为主控制 芯片，桥 武逆 变电路、ｓ Ｔ ｃ １ ２ ｃ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２ 单片机ｓ Ｐ ｗＭ控制电路等电路组成 了逆变电源的电路 。最终 可以达 到直 流输入 ，２ ０ Ｖ ＃ Ｊ 交流输
支持 。 方案 四 ：用 ｓ ’ Ｆ ＣＩ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ 单 片 机 ，此
集成 了全部脉 宽调制 电路 ；内置 了５ ｖ 的基 准
的同时稳 定性也不 够高 。 方案 二：驱动选 用集成 驱动芯 片 驰动 Ｍ Ｏ Ｓ 管的方 式可 以选 择简单 的外 围
单 片机 为新一代 的５ １ 单片机 ，它 的ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 为 电路 ，在 简 化 电路 的 同时 ，稳 定性 也 加 强 ６ ４ ｋ ，具有两路 的Ｐ Ｗ Ｍ 输出 ，脉 宽可以通过软 了 。Ｉ Ｒ 公司 的 Ｉ Ｒ ２ ｌ １ ２ 芯片 驱动 能 力较 强 ， 件 的方式来调节 ，优点是 ：不仅 具有较高 的 高边 驱动 电源 可 以通 过 非 常简 单 的 电路 来
性锯 齿波振荡 器、外置振 荡元件 简单 的同时 方案 ‘ ：驱 动选用 三极 管 动Ｍ Ｏ Ｓ 管的方 式选用分 立元件 组成 的 采用此方 法可 以实现 正弦波 的输 出，频率可 源 ；稳压精度 也比较高 ；一些特 征 比如 内置 驱动 电路 。选用 此 方 案的 缺点 足 使 电路 的 以调节是 通过对程序 的控 制来实现 的，进而 功率 晶体 管 可提 供 ５ ０ ０ ｍ Ａ 的驱动 能力 ，可 以 复杂 性增 加 了 ，在对 电路 的调 试 不太 有 利 最终可 以设计 出直流到交流 的逆变过程 。 １ ． ２ Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 波实现 的方 案选取 １ ． ２ ． １脉 宽调制 器 （ Ｓ Ｐ １ ｖ Ｍ ） 方 案一 ：采用普 通 的Ｐ Ｗ Ｍ 芯 片 。此 类芯 片的优点是 能够直接 的产 生脉宽调制信 号， 但 是 它 也有 缺 点 ，缺 点是 波 形线 性不 好 ， 为逆 变器提供 高质 量、不 间断 的交流 电提供
获得 。所 以设计选 取Ｉ Ｒ ２ １ １ ２ 。 综上 所 述 ，方 案二 较合 适 ，故 选 取方
案
而且 振 荡发 生器 是 依赖 充 放 电 电路而 产 生 精度 ，而且具有不 复杂，价格不 高的外 围电 波 形 ，达 到 要求 的难度 很 高 。 比如 一种 电 路 。
压 型开 关 电源 集成 控制 器Ｐ Ｗ Ｍ 控制 电路 芯片 方案 选 择 ：在 比较 完方 案 一 ‘ ，方案 二 Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ４ ，它 的特 点是输 出被 限流 ，误差 被放 较与方 案三 ，及方案 四之后 ，方案 四较其它 大 ，其 产生Ｐ Ｗ Ｍ 方 波的 外围线 路不 复杂 。缺 方案更合适 ，所以最终选择方案 四。 点是Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ４ 做 的高频 逆变器 不仅 不能带感 性 １ ． ２ ． ２ Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控 制 方案 负载。而且它所 产生的脉 宽调制波 的占空比 有两种 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控 制 的方案 ： 单极 性 与双
输 出电路 和保护 电路 为设计 的系统的主要 目 过一定 的渠道 可 以买得到 ，它的价格也会 比 中 ，双极 性Ｓ Ｐ Ｄ ， ｔ 波控制不够 简单 。所 以最终 标 。图 ｌ 为 整个 系统 的流程 图 。本 系统 是 以 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ Ｃ Ｎ 芯 片的价格贵两倍甚至两倍 以上。 选择 了单极性Ｓ Ｐ ｗ Ｍ 波 的控 制方案。 Ｓ Ｔ Ｃ Ｉ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 单片机作为 主控制 芯片而实现 方案 三 ：用 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ Ｃ Ｎ 芯 片，它 片 内置线 １ ． ２ ． ３驱动 方案的选 取 的逆变 电源，驱动元 件使用 的是 Ｉ Ｒ ２ ｌ １ Ｏ ，， 单片机产 生ｓ Ｐ １ 】 『 ｌ Ｍ 波 的方法 是采用等 面积 法 ，
正 、负 和０ 种 电乎，， ｝ ： 双极性 法 中， 成 的却仪有 正、负两种 电平。通过对 比 二行产 生 的Ｓ Ｐ ｗ Ｍ 波 可以得知 ：当二者的载波 比相 同 时 ，双极 性Ｓ Ｐ Ｗ Ｉ ｄ 所生成 的波中所含谐波量 较 单极性 的要大：而且在 正弦逆变 电源控制 当
出为２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ，输出的频率可 以在２ ０ 一 ｌ Ｏ Ｏ Ｈ ｚ 之间 进行调节 。高频逆变 电路 、Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控制 电路 、
２系统 硬件 电路 方案设计 ２ ｌ土 电路 的硬 件设 汁
本设计的主要控制芯片是ｓ Ｉ ℃ｌ ２ ｒ Ｃ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２ 单 片机 ，通 过控 制 逆变 电路 的关 断导 通 来 实
不够 高的同时波形也不够好 。
网络 中 实现ｃ ａ ｃ ｈ ｅ － 致性 等功 能 ，整 个系 统 旦做成 很难 再扩展 。Ｓ Ｍ Ｐ 结 构中所 有处 理 机共享 一套总线 设备、存储 器和 操作系统 ，
１ ． 系统 总体方案设 计 １ ． １总体 设计 思路
依 据相关 的要求 ，输 入的直流 电压 ，输
方 案二 ：使用Ｋ Ａ ７ ５ ０ ０ ，与Ｔ Ｌ ４ ９ ４ ＊ Ｈ 比～ ： 者的 区别 只是芯片 内部 的运放输入端 的基准 源大小有些微 小的差别 ，没有对 电路 的功能 和性 能造 成 什 么影 响 。因 为 当今 的市 场 上 想要找 ￣ Ｕ Ｋ Ａ ７ ５ ０ ０ Ｃ 芯片 已经很难 了，就算通
Ｉ 丝． 皇 蕴 …………………………变电源电路设计
河北省教育考试院 田明儒
【 摘要 】设计 以单 片机为主控制 芯片，桥 武逆 变电路、ｓ Ｔ ｃ １ ２ ｃ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２ 单片机ｓ Ｐ ｗＭ控制电路等电路组成 了逆变电源的电路 。最终 可以达 到直 流输入 ，２ ０ Ｖ ＃ Ｊ 交流输
支持 。 方案 四 ：用 ｓ ’ Ｆ ＣＩ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ 单 片 机 ，此
集成 了全部脉 宽调制 电路 ；内置 了５ ｖ 的基 准
的同时稳 定性也不 够高 。 方案 二：驱动选 用集成 驱动芯 片 驰动 Ｍ Ｏ Ｓ 管的方 式可 以选 择简单 的外 围
单 片机 为新一代 的５ １ 单片机 ，它 的ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 为 电路 ，在 简 化 电路 的 同时 ，稳 定性 也 加 强 ６ ４ ｋ ，具有两路 的Ｐ Ｗ Ｍ 输出 ，脉 宽可以通过软 了 。Ｉ Ｒ 公司 的 Ｉ Ｒ ２ ｌ １ ２ 芯片 驱动 能 力较 强 ， 件 的方式来调节 ，优点是 ：不仅 具有较高 的 高边 驱动 电源 可 以通 过 非 常简 单 的 电路 来
性锯 齿波振荡 器、外置振 荡元件 简单 的同时 方案 ‘ ：驱 动选用 三极 管 动Ｍ Ｏ Ｓ 管的方 式选用分 立元件 组成 的 采用此方 法可 以实现 正弦波 的输 出，频率可 源 ；稳压精度 也比较高 ；一些特 征 比如 内置 驱动 电路 。选用 此 方 案的 缺点 足 使 电路 的 以调节是 通过对程序 的控 制来实现 的，进而 功率 晶体 管 可提 供 ５ ０ ０ ｍ Ａ 的驱动 能力 ，可 以 复杂 性增 加 了 ，在对 电路 的调 试 不太 有 利 最终可 以设计 出直流到交流 的逆变过程 。 １ ． ２ Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 波实现 的方 案选取 １ ． ２ ． １脉 宽调制 器 （ Ｓ Ｐ １ ｖ Ｍ ） 方 案一 ：采用普 通 的Ｐ Ｗ Ｍ 芯 片 。此 类芯 片的优点是 能够直接 的产 生脉宽调制信 号， 但 是 它 也有 缺 点 ，缺 点是 波 形线 性不 好 ， 为逆 变器提供 高质 量、不 间断 的交流 电提供
获得 。所 以设计选 取Ｉ Ｒ ２ １ １ ２ 。 综上 所 述 ，方 案二 较合 适 ，故 选 取方
案
而且 振 荡发 生器 是 依赖 充 放 电 电路而 产 生 精度 ，而且具有不 复杂，价格不 高的外 围电 波 形 ，达 到 要求 的难度 很 高 。 比如 一种 电 路 。
压 型开 关 电源 集成 控制 器Ｐ Ｗ Ｍ 控制 电路 芯片 方案 选 择 ：在 比较 完方 案 一 ‘ ，方案 二 Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ４ ，它 的特 点是输 出被 限流 ，误差 被放 较与方 案三 ，及方案 四之后 ，方案 四较其它 大 ，其 产生Ｐ Ｗ Ｍ 方 波的 外围线 路不 复杂 。缺 方案更合适 ，所以最终选择方案 四。 点是Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ４ 做 的高频 逆变器 不仅 不能带感 性 １ ． ２ ． ２ Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控 制 方案 负载。而且它所 产生的脉 宽调制波 的占空比 有两种 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控 制 的方案 ： 单极 性 与双
输 出电路 和保护 电路 为设计 的系统的主要 目 过一定 的渠道 可 以买得到 ，它的价格也会 比 中 ，双极 性Ｓ Ｐ Ｄ ， ｔ 波控制不够 简单 。所 以最终 标 。图 ｌ 为 整个 系统 的流程 图 。本 系统 是 以 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ Ｃ Ｎ 芯 片的价格贵两倍甚至两倍 以上。 选择 了单极性Ｓ Ｐ ｗ Ｍ 波 的控 制方案。 Ｓ Ｔ Ｃ Ｉ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 单片机作为 主控制 芯片而实现 方案 三 ：用 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ Ｃ Ｎ 芯 片，它 片 内置线 １ ． ２ ． ３驱动 方案的选 取 的逆变 电源，驱动元 件使用 的是 Ｉ Ｒ ２ ｌ １ Ｏ ，， 单片机产 生ｓ Ｐ １ 】 『 ｌ Ｍ 波 的方法 是采用等 面积 法 ，
正 、负 和０ 种 电乎，， ｝ ： 双极性 法 中， 成 的却仪有 正、负两种 电平。通过对 比 二行产 生 的Ｓ Ｐ ｗ Ｍ 波 可以得知 ：当二者的载波 比相 同 时 ，双极 性Ｓ Ｐ Ｗ Ｉ ｄ 所生成 的波中所含谐波量 较 单极性 的要大：而且在 正弦逆变 电源控制 当
出为２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ，输出的频率可 以在２ ０ 一 ｌ Ｏ Ｏ Ｈ ｚ 之间 进行调节 。高频逆变 电路 、Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 控制 电路 、
２系统 硬件 电路 方案设计 ２ ｌ土 电路 的硬 件设 汁
本设计的主要控制芯片是ｓ Ｉ ℃ｌ ２ ｒ Ｃ ５ Ａ ６ ０ ｓ ２ 单 片机 ，通 过控 制 逆变 电路 的关 断导 通 来 实
不够 高的同时波形也不够好 。
网络 中 实现ｃ ａ ｃ ｈ ｅ － 致性 等功 能 ，整 个系 统 旦做成 很难 再扩展 。Ｓ Ｍ Ｐ 结 构中所 有处 理 机共享 一套总线 设备、存储 器和 操作系统 ，