一种基于单片机控制的逆变电源电路设计
基于stm32单片机的单相有源逆变电路的设计
基于stm32单片机的单相有源逆变电路的设计
基于STM32单片机的单相有源逆变电路的设计可以分为以下
几个步骤：
1. 选择逆变拓扑结构：根据需求选择合适的逆变拓扑结构，常见的有全桥逆变、半桥逆变等。
在选择时要考虑电路的效率、功率损耗、成本等因素。
2. 选择电源电压：确定输入电压范围，根据电源电压的不同，选择合适的电源处理电路，如滤波电路、电压稳压电路等。
3. 设计控制电路：使用STM32单片机作为控制器，设计相应
的控制电路。
该电路主要用于监测输入电压、输出电流、温度等参数，并实现对逆变桥开关管的控制，从而控制输出电压和输出频率。
4. 选择DC/AC逆变器模块：根据需要选择合适的逆变器模块，该模块通常由IGBT、二极管等组成，用于将直流电转换为交
流电。
5. 完善保护电路：设计逆变电路时，还需要考虑电路的过流、过压、过温等保护措施，以保证电路的安全可靠运行。
6. PCB设计和布局：将电路进行PCB设计和布局，使得电路
结构紧凑、布局合理，可控制电磁干扰。
7. 软件编程：使用STM32单片机的软件开发工具进行编程，
实现控制电路的功能和保护措施。
8. 调试和测试：对设计的逆变电路进行调试和测试，验证电路的性能和功能是否符合设计要求。
以上是基于STM32单片机的单相有源逆变电路的一个基本设计流程，具体的设计还需要根据实际需求进行调整和优化。
基于STM32单片机的三相逆变器设计
基于STM32单片机的三相逆变器设计作者：陈日恒唐杰王贵龙来源：《山东工业技术》2019年第04期摘要：针对当前电网需要能输出高质量的交流电，且需具备较好的负载适应性及调压、调频等问题。
设计了基于STM32F103C8T6单片机控制的DC-AC三相正弦波逆变器。
文章详细分析了三相逆变器硬件电路各个模块的工作原理及相关参数的设计，分析了用于控制三相逆变器的SPWM调制技术、基于数字PI控制的功率变换技术，同时进行了硬件电路设计、软件设计，制作了三相逆变器实物。
通过对逆变器调压、调频测试，结果表明所制作的三相逆变器调压、调频控制方案的可行性与有效性。
关键词：三相逆变器;SPWM;STM32F103C8T6单片机DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.04.1390 引言当前电力电子技术已经成为了工业与科学技术的飞速发展过程中，提高电网供电性能，保障并网系统安全运行时一项非常关键的技术，而并网逆变器控制又是其中非常重要的技术[1]。
随着时代的进步，各行业对于供电电能质量有了更高的要求，如电网频率稳定、电压稳定等电能指标。
逆变控制技术能显著改善工作环境、减少开支、提高效率，同时减少了化石燃料的使用，对减少污染、节约能源有着巨大的帮助。
本文以应用于模拟微电网系统的三相并网逆变器为研究对象，设计以STM32单片机为主控电路的三相逆变器，给出了详细的硬件和软件设计过程，并提供了控制器的测试结果，测试结果表明所制作的基于STM32单片机的三相逆变器调压、调频方案的可行性与有效性。
1 系统总体方案设计先给出系统整体的结构框架，设计出逆变器主电路、控制电路、驱动电路、信号调理电路以及保护电路。
其中控制电路设计包含单片机最小系统、显示电路、信号调理电路的设计，对各个电路的工作原理作了详细分析。
程序设计主要是以STM32单片机为控制单元，通过对系统控制方法和调压、调频程序等的设计，系统的整体结构框图如下图1所示：从三相正弦波逆变电源系统的总体框图中可以看出，STM32控制单元发出SPWM信号，通过驱动电路的隔离和放大来控制三相逆变器主电路，最后输出频率和幅值可调的三相交流电。
单片机控制MAG焊逆变电源设计
５２ 起 弧 过 程 ．
通过单片机软件控制整个 ＭＡ Ｇ焊逆变电路 系统 ，
Ｄ — Ｃ变换 。 ＣＤ 单片机 ＰＣ ６８７ Ｉ１Ｆ ７Ａ产 生 Ｐ ＷＭ 控制 信
号 ， 采集 电动机 电枢 电压 信号构 成闭环控 制系 统 ， 并
由软件实行 自动调节控制 。ＷＭ 控制信号 由 Ｔ Ｐ ５ Ｐ Ｌ２０ 光 耦 隔离 并 放 大 成 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ的 驱动 信 号 。 原 理 其
３２ 采 样 反 馈 电路 旧 ．
该 电路 直 接对 电弧 电压取样 ， 经过 低通 滤 波 电
路滤 掉 信 号 中 的高 频 成分 ， 获取 所 需 的 信 号 ， 运 经
放 、 耦 线性 放大 ， 制成 ０ ５Ｖ直 流 电压信 号 ， 光 调 ～ 送
经 电路 滤 波 、 大 、 整后 送 给 片机 相 应 的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｄ 放 调 Ｊ
如 图 ６所 示 。
实现焊接工艺 过程可靠工作 。 对焊接起弧 、 收弧过程 、
波 形 控 制 和 焊缝 成 形 状 况分 别进 行测试 。 用研制 的 ＭＡ Ｇ焊逆变 电源在 板材上进 行堆 焊试 验 ， 工件 材 料
Ｑ ３ ， 格 ２０ｍ １０ｍ Ｓ ２ ５规 ０ ｍｘ ０ ｍｘｍｍ； 焊丝 牌 号 Ｃ Ｗ一 Ｈ
为 功率 器 件 ， 率 高 、 应快 、 流连 续 性 好 ， 频 响 电 町实
现 送 丝 电机 调 速 控 制 。 Ｇ 焊 逆变 电源 送 丝 系统 ＭＡ
单片机推挽开关升压逆变器程序
单片机推挽开关升压逆变器程序一、引言单片机推挽开关升压逆变器是一种常见的电路设计，可以将直流电源转换为交流电源，具有广泛的应用领域。
本文将详细介绍单片机推挽开关升压逆变器的程序设计原理和实现方法。
二、程序设计原理单片机推挽开关升压逆变器的程序设计原理主要包括以下几个方面：1. 时序控制：通过单片机的IO口控制推挽开关的开关状态，实现升压和逆变功能。
通过设定不同的开关状态和时间间隔，可以实现不同的输出电压和频率。
2. 脉宽调制：使用脉宽调制技术控制开关的导通和截止时间，从而控制输出电压的大小。
通常采用PWM（脉宽调制）技术，通过调节占空比来控制输出电压的大小。
3. 反馈控制：通过采集输出电压和电流的反馈信号，实现对输出电压和电流的精确控制。
可以采用PID控制算法，根据反馈信号与设定值之间的差异进行调节，使输出电压和电流稳定在设定值。
三、程序实现方法单片机推挽开关升压逆变器的程序实现主要分为以下几个步骤：1. 初始化：设置单片机的IO口为输出模式，并初始化相关的定时器和ADC模块。
2. 脉宽调制：根据需要的输出电压值，计算并设置相应的占空比。
通过改变占空比，可以调节输出电压的大小。
3. 时序控制：根据设定的开关状态和时间间隔，控制推挽开关的导通和截止。
通过改变开关状态和时间间隔，可以实现不同的输出电压和频率。
4. 反馈控制：采集输出电压和电流的反馈信号，并与设定值进行比较。
根据比较结果，调节脉宽调制的占空比，使输出电压和电流稳定在设定值。
5. 循环控制：将以上步骤放入一个循环中，实现持续的升压逆变功能。
通过不断的采集和调节，使输出电压和电流保持稳定。
四、总结本文介绍了单片机推挽开关升压逆变器的程序设计原理和实现方法。
通过合理的时序控制、脉宽调制和反馈控制，可以实现对输出电压和电流的精确控制。
这种逆变器具有简单、可靠、高效的特点，广泛应用于电力电子领域。
希望本文能对读者理解和应用单片机推挽开关升压逆变器提供一些帮助。
基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路
基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路
贺小光; 姜晓梅
【期刊名称】《《光机电信息》》
【年(卷),期】2007(024)009
【摘要】根据KA3525的应用特点,设计了一种基于该电流型PWM控制芯片和单片机控制实现输出电压可调的稳压电源电路。
本文主要介绍了它的主电路、调控电路以及调控电路所包含的控制电路、稳压电路和保护电路,并介绍了它们的实现原理与方法。
【总页数】5页(P38-42)
【作者】贺小光; 姜晓梅
【作者单位】长春师范学院吉林长春130032
【正文语种】中文
【中图分类】TN867
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1.基于单片机与SPWM控制的应急电源逆变电路设计 [J], 龚文杨;王辉
2.一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路 [J], 杜敏;熊志刚;王广君
3.基于单片机的移相PWM功率控制超声波电源的研究 [J], 盛铭伟;李翔龙;刘一凡;张智博
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5.基于新型单片机控制的SPWM的IGBT正弦波逆变中频电源的研究 [J], 高美霞;柏建普
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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AVR单片机的逆变并网装置的设计
基于A VR单片机的逆变并网装置的设计摘要:本装置主要以A VR单片机为核心,通过SG3525芯片完成DC-DC稳压电路,有单片机产生的SPWM波形完成DC-AC逆变并网。
SPWM波形,经光耦将主电路与控制电路隔离后将信号由一个非门变为两路互补SPWM波形作为IR2110驱动芯片的输入,两个IR2110输出控制逆变环节的MOS管导通。
使整个系统能够稳定的工作规定范围内,通过采样环节,可以做到实时的调整。
也可以通过采样电流的信号对系统的过电流进行保护,设置了欠电压工作点,通过这些环节,使系统在出现故障后能够有良好的保护。
关键词:IR2110 SPWM DC-AC1 方案论证通过对题目的分析了解,可将系统分为以下几部分构成系统框图。
如图1所示。
1.1 DC-AC模块图2为DC-AC逆变电路原路图,Q2与Q4,Q2与Q5不能同时导通,否则会造成电源短路,这是绝对不允许的。
故MOS管的驱动电路的设计。
驱动电路有如下方案。
方案一:采用CMOS器件驱动MOS管。
直接用CMOS器件驱动电力MOS,它们可以共用一组电源。
不过这种驱动电路开关速度低,并且驱动功率要受电流源和COMS器件吸收容量的限制,对MOS管的驱动具有一定的限制要求。
方案二:电路集成芯片IR2110具有独立的低端和高端输入通道,悬浮电源采用自举电路,在15V下静态功耗仅116mW,输出的电源端电压范围10V～20V,逻辑电压范围 3.3V～20V,可方便地与TTL或CMOS电平相匹配,工作频率高,可达100kHz,开通关断延迟小。
两种方案相比较采用方案二能够更好的实现驱动能力。
开关信号一般采用正弦脉宽调制信号(SPWM)。
DC-DC部分采用PWM集成芯片SG3525。
DC-AC部分通过将程序写入单片机中,来产生所需要的SPWM信号。
2 理论分析与计算2.1 DC-DC电路参数的计算采样的反馈电压送入SG3525,芯片自动调节频率输出PWM,达到采样电压与给定电压相等。
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。
基于单片机控制技术的变极性电源
摘要 ： 设计 了基于单片机 ８ Ｃ ９ Ｋ ０ １６ Ｃ的变极性控制逆 变电源 ， 电源的主电路 由一次逆变电路和二次逆变电路 该 构成。一次逆变运用软开关控制技术 ； 二次逆变采用变极性控制技 术。变极性 电源是一种用于铝合金焊接 的新 型 电源 。使用单片机进行波形控 制， 保证了焊缝成型美观。 关键词： 逆变 电源 ：控制／ 软开关 中图分类号 ：Ｍ４４ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ ２ ０ ）８ ０ ９ － ２ １０ — ０ Ｘ（０ ７ ０ — ０ ４ ０
Ｖａ ｉｂ ｅＰ ｌｒｔ ｏ ｒ Ｓ ｕ ｃ ａ ｅ ｎ Ｍ ｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ Ｃｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒａ ｌ ｏａ ｉ Ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｅｂ ｓ ｄ ｏ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓｏ ｎ ｒ ｌ ｙ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
ＨＯ ｈ－ａ ． ｉｎｙ ａ 。 Ｎ Ｘ ｕｈｉ Ｕ Ｚ ｉｉｎ ＷＵ Ｊ —ｕ ｎ ＷＥ ｉ—ａ ｊ ａ
ｗｈｃ ｅｓｔ ｅ ｇ ｏ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｉｈ ｇ ｔ ｈ ｏ ｄ ｐ ｒ ｍａ ｃ ． ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｎ ｅ ｅ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ；ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｗ ｔ ｈ ｎ ｙ ｒ ｓ ｉ ｖ ｒ ｒｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｏ ｔｏ ｓ ｆ ｓ ｉ ｉｇ ｔ ／ ｔ ｃ
（ ｅａ Ｍｅｈｎｃａ ｄＥｅ ｔｃＥ ｇｎｅｉ ０ｌ ｅ Ｘ ｎｉ ｇ４ ３０ ， ｈｎ ） Ｈｎ ｎ ｃ ａｉ ｎ ｌｃ ｉ ｎｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ， ｉｘ ｒ ｎ ｅ ｎ ａ ５０２ Ｃ ｉ ａ
Ａｂ ｓｒ ｃ ： ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ０ ９ ＫＣ ｆ ｒｖ ｒ ｂ ｅ ｐ ｌｒｔ ｎ ｅ ｔｒｐ ｗ ｒｓ ｕ ｃ ｓｄ ｓｇ ｅ ． ｖ ｒ ｒｐ ｗ・ ａ ｔ ａ ｔ Ａ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ８ Ｃ１ ６ ｏ ａ ａ ｌ ｏ ａ ｉ ｉ ｖ ｒｅ Ｏ ｅ ｏ ｒ ｅ ｉ ｅ ｉ ｎ ｄ Ｉ ｅ ｅ ｏ ｏ ｉ ｙ ｎ ｔ
基于单片机和模糊控制的高频链逆变电源设计
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｉ ａ ｒｉ ｒ ｄｕ ｅ ｈ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏｆｈｉ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｌｎｋ ｔ ｃ ｏｌ ｇ ｎｄ ｆ ｚ ｙ ｃ ｔ ｏ ｓ ｐ ｐｅ ｎｔ ｏ ｃ ｓｔ ｅ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｇｈ ｆ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈｎ ｏ ｙ ａ ｕ ｚ ｏｎ ｒ ｌ ｉ ｈｅ ｓｎｅ ｉ ｅ ｔ ｒ ｐ ｗｅ ｕｐ ｙ， ｎｄ ｄ ｓ ｒｂｅ ｈｅ ｓ ｔ ｍ ｒ ｎ ｉ ｉ ｌ ｈａ ｄ ｒ ｔ ｕｃ ｕｒ ｎ ｔ ｉ ｎｖ ｒ ｅ ｏ ｒ ｓ ｐｌ ａ ｅ ｃ ｉ ｓ ｔ ｙｓ ｅ ｗｏ ｋｉ ｇ ｐｒｎｃｐ ｅ， ｒ ｗａ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅ ａ ｈｅ ｄｅ ｉ ｎ ｏｆｓ ｆ ｗａ ｅ ｎｄ ｔ ｓ ｇ ｏ ｔ ｒ ．Ｔｈｅ ｆ ｚ ｙ ｃ ｎｔ ｏ ｅ ｈｎ ｌ ｇｙ ｉ ｎｔｏｄ ｅ ｎｔ ｏ ｒ ｌ ｒｏｆｔ ｅ ｓｎｅ ｕ ｚ ｏ ｒ ｌｔ ｃ ｏ ｏ ｓ ｉ ｒ ｕｃ ｄ ｉ ｏ ｃ ｎｔｏｌｅ ｈ ｉ ｉ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｔ ｇｈ ｆｅ ｕｅ ｃ ｒ ｎｓ ｏ ｅ ｓｓ ｂｓ ｉｕｔ ｄ ｆ ｒｓ ｌｃ ｎ ｓ ｅ ｌｔ ａ ｓ ｏｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇｎ ｎｖ ｒ ｅ ｎ ｈｅ ｈｉ ｒ ｑ ｎ ｙ ｔ ａ ｆ ｒ ｒｉ ｕ ｔｔ ｅ ｏ ｉｉｏ — ｔ ｅ ｒ ｎ ｆ ｍ ｒｉ ｈ ｅ ｉ
度 的 动能 力 和突击 能力 ，从 而更 好地 发挥 信息 化 装备 效 能 。 因此 ，笔者 基于 目前 新 能源形 式 的需
求，
Ｅ
计 了满足 风光 柴 蓄互补 供 电系统 的 电能变 换
装置
１
系 统 设 计 原 理
采 用 ＤＣ ＡＣ电 能 变 换 技 术 将 蓄 电 池 产 生 的 ／
Ｍ ａ ｌｂ Ｓ ｍｕｉ ｋ ａ ｄ ｓｍｕａ ｉｎ ｒ ｓ ｌｓｐ ｏ ｅｔ ａ ｈ ｉｅｉｖ ｒｅ ａ ｔｂ ｅｏ ｔ ｕ ｏｔｇ ｎ ｔａ ／ ｉ ｌ ｎ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｒ ｖ ｈ ｔｔ ｅｓｎ ｎ ｅ ｔｒｈ ｓｓａ ｌ ｕ ｐ ｔｖ ｌａ ｅａ ｄ ｎ
一种基于单片机控制的逆变电源电路设计
一种基于单片机控制的逆变电源电路设计作者：田明儒来源：《电子世界》2013年第09期【摘要】设计以单片机为主控制芯片，桥式逆变电路、STC12C5A60S2单片机SPWM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，20V的交流输出的目的，不仅实现了20-100Hz的调频功能，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，输出为20VAC，输出的频率可以在20-100Hz之间进行调节。
高频逆变电路、SPWM控制电路、输出电路和保护电路为设计的系统的主要目标。
图1为整个系统的流程图。
本系统是以STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片而实现的逆变电源，驱动元件使用的是IR2110，，单片机产生SPWM波的方法是采用等面积法，采用此方法可以实现正弦波的输出，频率可以调节是通过对程序的控制来实现的，进而最终可以设计出直流到交流的逆变过程。
1.2 SPWM波实现的方案选取1.2.1 脉宽调制器（SPWM）方案一：采用普通的PWM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，而且振荡发生器是依赖充放电电路而产生波形，达到要求的难度很高。
比如一种电压型开关电源集成控制器PWM控制电路芯片SG3524，它的特点是输出被限流，误差被放大，其产生PWM方波的外围线路不复杂。
缺点是SG3524做的高频逆变器不仅不能带感性负载。
而且它所产生的脉宽调制波的占空比不够高的同时波形也不够好。
方案二：使用KA7500，与TL494相比二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到KA7500C芯片已经很难了，就算通过一定的渠道可以买得到，它的价格也会比TL494CN芯片的价格贵两倍甚至两倍以上。
基于STM8单片机的H桥逆变电路的设计
基于STM8单片机的H桥逆变电路的设计摘要：本文介绍了一种基于STM8单片机的H桥逆变电路的设计方案。
该电路采用了两对MOS管并联的形式，通过对四个MOS管的控制，使得电路能够实现从直流电源到交流电的转换。
同时，STM8单片机具有高效、灵活和可编程的特点，能够实现电路的精密控制和保护，使得电路系统的安全性和稳定性得到增强。
在实验中，我们通过对逆变电路进行了仿真分析、电路搭建和性能测试等多个方面的研究，证明了该电路的实用性和可行性，并为其进一步的优化和应用提供了良好的基础。
关键词：STM8单片机，H桥逆变电路，MOS管，控制保护，性能测试一、绪论随着现代科学技术的不断发展和进步，逆变电路作为一种重要的电力电子器件，在工业生产、通讯网络、航空航天等领域得到了广泛应用。
逆变电路是一种将直流电源转换为交流电的电路，是由四个晶体管和一些电阻、电感等元件组成的H桥结构。
然而，传统的H桥逆变电路普遍存在着效率低、控制复杂、电路保护等问题。
为了解决这些问题，本文采用了STM8单片机来对逆变电路进行了精密的控制和保护，提高了电路的效率、稳定性和安全性。
二、H桥逆变电路的原理H桥逆变电路是由上、下两个半桥组成，在正常工作状态下，上半桥的左侧是直流电源，右侧是交流负载，下半桥的左侧是交流负载，右侧是直流电源。
当上半桥中的Q1、Q2两个晶体管导通时，下半桥中的Q3、Q4两个晶体管截止；当上半桥中的Q1、Q2两个晶体管截止时，下半桥中的Q3、Q4两个晶体管导通。
实现直流电源到交流负载的转换。
三、电路设计1.电路部件H桥逆变电路的组成部分主要有四个高压MOS管、几个驱动电路、过压保护电路、过流保护电路、温度保护电路等。
其中，采用的高压MOS管为IRF840，由于它同时具备了较低的导通电阻和反向漏电流、较高的控制电压和电流，可适用于各种需要快速开关和大电流应用场合。
2.电路设计流程设计流程主要分为以下几个步骤：（1）确定逆变电路的负载电压、电流及工作频率等参数。
基于PIC单片机的智能化逆变电源控制系统设计
基于PIC单片机的智能化逆变电源控制系统设计
一、具体电路设计
单相桥式逆变电路如图1所示。
电路正常工作情况下，两对开关管需要两
组相位相反的驱动脉冲分别控制，使VT1、VT4同时通断和VT2、VT3同时
通断。
输入直流电压为220VAC，逆变器的负载为R。
当开关VT1、VT4接通，VT2、VT3断开时时，电流流过VT1、R和VT4，负载上的电压极性是
左正右负；当开关VT1、VT4断开，VT2、VT3接通时，电流流过VT2、R
和VT3，负载上的电压极性反向，直流电即转变为交流电。
若要改变输出交
流电频率，改变两组开关的切换频率即可，继而得到正负半周对称的交流方
波电压。
负载为纯阻型时，负载电流电压波形相同，相位也相同；负载为感
性时，电流滞后于电压，二者波形不同。
输出为相当于三个差120°相位的单
相逆变电路的叠加，即三相逆变，其原理不再赘述。
图1 单相桥式逆变电路
二、产生PWM波芯片选择
本设计电路为单相全桥逆变电路，其主电路是典型的DC-AC逆变电路。
由单片机对LC滤波后的电压进行AD采样，把所得的数据输入到PIC16F873单片机，由PIC16F873单片机芯片对数据进行处理，并输出相应的SPWM信号给IR2136驱动电路，控制逆变电路的开关管通断，从而控制逆变器的输出，调节电流监测系统的工作温度，保护控制系统电路。
另设有键盘、控制频率
及幅值，同时显示模块，用于显示系统的工作状态。
PIC16F873单片机电路是此系统的控制核心电路，主要发挥以下两个方面
的作用：为驱动电路提供SPWM控制信号，控制逆变桥的通断;对输出电压。
自动化毕业设计(论文)-基于单片机的逆变器的设计
自动化毕业设计（论文）-基于单片机的逆变器的设计学校代码：11059学号：Hefei University毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATION论文题目：基于单片机的逆变器的设计学位类别：工学学士年级专业（班级）：09自动化(1)班作者姓名：导师姓名：完成时间：2013年5月21日基于单片机的逆变器的设计中文摘要电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。
普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电。
随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
应用模拟电路控制逆变电源的技术已经发展多年，但是它仍存在着诸如电路结构复杂、抗干扰能力弱和调试困难等缺点。
随着高性能微处理器的出现，使得逆变电源的数字化控制成为现实。
数字控制技术能够简化电路，克服温漂，是逆变电源的发展趋势。
本文顺应这种趋势设计了一台基于单片机控制的高频链正弦波逆变电源。
文章首先阐述了逆变技术的研究背景和发展历程，同时着重介绍了逆变器数字控制技术的应用前景，提出了本课题的主要研究内容；其次，介绍了逆变系统方案选择与设计部分，分析与比较了几种具有代表性的逆变器系统结构及其控制策略的优缺点；最后，对逆变电源各个关键工作点的波形以及在不同负载情况下的最终输出波形进行测试分析。
实验结果表明，本电源基本达到了设计指标的要求。
关键词：高频链逆变电源；高频变压器；SPWM；反馈控制；单片机Design of sinusoidal Inverter Power Supply Based onMicrocontrollerABSTRACTWith the continuing development of electronic technology, inverter power supplies are widely used. Analog Control Inverter technology has been developed for many years, but there are also some shortcomings, such as circuit complexity, weak anti-interference ability and so on. With the emergence of high-performance microprocessors, making the digital control of inverter become a reality. Digital control technology can simplify the circuit and overcome temperature drift. It is the development trend of power inverter. Response to this trend, in this thesis we designed a microcontroller-based chain of high frequency sine wave inverter.The emergence and development of link invert technology is introduced in this paper first. While highlighting the application prospect of digital control technology in inverter, presented the main contents of this thesis. Analysis and compare the advantages and disadvantages of several representative inverter system structure and control strategy in the electrical way design part. We choose single-pole SPWM control unidirectional high-frequency link inverter which is easy to realize. Then the electrical way of whole system is determined. The principle of push-pull circuit structure is analysised in the design part of DC-DC push-pull step-up. Then calculate the parameters of MOSFET, rectifier diode and output filter to select the appropriate devices. Design the isolated voltage feedback circuit based on TLP250.In the high frequency transformer design part, through formula calculated we can derivate the maximum power capacity of the core, first-class turns ratio and winding specifications. In the part of DC-AC, including hardware design and software design. In the hardware design, we described the principle of full-bridge DC-AC inverter topology and design RCD Uptake buffer circuit, after class output filter, over-current protection circuit and voltage sample conditioning circuit. In part of software design, ATmega128 microcontroller is used to implement the control function in the inverter power supply so digital control both of the generation of SPWM signal and negative feedback control is realized.KEY WORD: MCU; Inverter; TDS2285; Negative feedback control; SPWM目录第一章前言 (1)1.1概述 (1)1.2逆变技术的发展方向 (2)1.2.1半导体功率器件的发展 (2)1.2.2提高逆变器的效率 (2)1.2.3提高逆变器的工作可靠性和EMC性能 (3)1.3数字控制逆变器的研究现状 (3)1.4本文的主要研究内容 (3)第二章逆变系统方案的选择及设计 (4)2.1现有逆变方案对比 (4)2.1.1低频链逆变系统 (4)2.1.2高频链逆变器 (5)2.2单向电压源高频链逆变器实现方案 (7)2.2.1 DC-DC变换器 (7)2.2.2 DC-AC逆变器 (9)2.3逆变系统控制策略 (10)2.3.1 SPWM波的实现方法 (10)2.3.2 SPWM的控制方式 (11)2.4本章小结 (12)第三章逆变器前级DC/DC推挽升压 (13)3.1推挽电路结构原理分析 (13)3.2 DC-DC推挽主电路参数的计算 (14)3.2.1功率开关管的选择 (14)3.2.2整流二极管的选取 (15)3.2.3前级输出滤波器的设计 (15)3.3前级DC-DC控制电路设计 (16)3.3.1 ATmega128L功能简介 (16)3.3.2 基于ATmega128L单片机的PWM波的生成 (17)3.4高频变压器的设计 (18)3.4.1磁芯几何尺寸的确定 (19)3.4.2变压器线圈匝数的计算 (21)3.5本章小结 (22)第四章逆变器后级DC/AC单相全桥逆变 (22)4.1 DC-AC主电路结构分析 (22)4.2 DC-AC电路参数计算 (24)4.2.1开关频率的选择 (24)4.2.2逆变电路功率开关管的选用 (25)4.2.3吸收缓冲电路的设计 (25)4.2.4后级输出滤波器的设计 (27)4.3 SWPM波生成及驱动电路的设计 (29)4.3.1 SWPM波的生成 (29)4.3.2驱动电路的设计 (30)4.3.3死区时间电路的设计 (32)4.4辅助电路设计 (32)4.4.1后级过流保护电路 (32)4.4.2电压采集调理电路 (33)4.4.3辅助电源电路 (33)4.5本章小结 (34)第五章实验结果分析 (35)5.1前级DC-DC驱动波形分析 (35)5.2后级DC-AC驱动波形分析 (36)5.3系统输出电压及效率 (36)5.4硬件电路外观 (38)5.5本章小结 (40)第六章结论 (41)参考文献 (42)附录 (43)原理图 (43)部分程序 (45)致谢 (61)第一章前言1.1概述电能变换的类型有四种：DC-DC变换器，它是将一种直流电能变换为另一种直流电能的变换器；DC-AC变换器，它是将直流电能变换为交流电能的变换器，这种交流装置称为逆变器；AC-DC变换器，它是将交流电能变换为直流电能的变换器；AC-AC 变换器，它是将一种交流电能变换为另一种交流电能的变流器[1]。
基于单片机以及PID控制的直流逆变电源的设计
本 文针对 ｋ Ｖ级 的 方 波 逆 变 ， 设 计 了一 种 输 出纹 波 小 ， 可 实
波 交 流信 号 ， 此 信 号 输 入 到 高压 变 压 器 的初 级 以进 行 升压 。
现 高精 度 电压 控 制 调 节 的逆 变 电源 系 统 。 实验结果表明 ， 该 电源 系统 的控 制 精 度 可 达 ± ０ ． ０ ３ ％， 完全符合设计预期 。
入 Ｐ Ｉ Ｄ控制 ， 对控 制输 出电压 的 Ｐ Ｗ Ｍ 的 占空 比进 行 调 节 ， 以达 到 高精 度 电压 调 节 的 目的 。 重 点 介 绍 电 源 系统 的 工 作 原 理
和 电路 设 计 ， 以及 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 在 算 法上 的 实现 。
关键词 ： 全桥 逆 变 电路 ， Ｐ ＷＭ， Ｐ Ｉ Ｄ控 制
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａｐｅ ｒ ｄｅ ｓｉ ｇｎ ｓ ａ ｋ ｉ ｎｄ ｏ ｆ ｉ ｎ ｖ ｅｒ ｔ ｅｒ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｗｉ ｔ ｈ ｈｉ ｇｈ ｐｒ ｅｃ ｉ ｓ ｉ ｏｎ． Ｔｈ ｉ ｓ ｐａｐ ｅｒ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈｅ ＭＣＵ Ｍ ＳＰ ４３ ０ Ｆ１ ４ ９ ａｓ ｔ ｈ ｅ
ｓ ｏ ｒ ｅ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ￣ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ， ｔ ｏ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｔ ｙ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ ＷＭ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
ｔ ｈｅ ｏｕ ｔ ｐｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａｇ ｅ ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ ｉ ｎｏ ｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃｈ ｉ ｅｖ ｅ ｔ ｈｅ ｈｉ ｇｈ ｐｒ ｅ ｃｉ ｓ ｉ ｏｎ． Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａｐｅ ｒ ｅ ｍ ｐｈ ａ ｓ ｉ ｚ ｅｓ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ａ ｎ ｄ
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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 ，