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1、基于單片機(jī)的雙極性單相SPWM逆變器模擬裝置設(shè)計(jì)Adesignofthebipolarsingle-phaseSPWMinvertersimulationdevicebasedonthemicroprocessor摘要本系統(tǒng)以PIC16F877A單片機(jī)為核心，利用面積等效法生成SPWM信號(hào)。系統(tǒng)主要由隔離變壓器和調(diào)壓器將交流220V電源變成可調(diào)交流電源，再整流變換成直流電，SPWM信號(hào)通過(guò)光耦合隔離器控制由四個(gè)功率MOEFET管組成的逆變器的工作狀態(tài)，逆變器輸出頻率和幅度都可調(diào)的正弦交流電。該逆變電源輸出的正弦交流電精度高，性能穩(wěn)定，實(shí)用價(jià)值高，在電力電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛。關(guān)鍵詞：SPWM；逆變
2、器；驅(qū)動(dòng)電路AbstractThissystemisbasedonthemicroprocessorPIC16F877A,andismadeuseoftheequivalentofareatogenerateSPWMsignal.ThesystemismainlycomposedofaisolatedtransformerandaboosterbywhichtheAC220VpoweristransformedtoanadjustableACpower.ThisACpowerisrectifiedintoDC.Theworkingstatusoftheinvertercomposedoffou
3、rpowerMOEFETarecontrolledbytheSPWMsignalthroughfourphoto-couplers.TheinverteroutputsasineACpowerwhichfrequencyandamplitudeisadjustable.Andtheoutputoftheinverterpowerhastheadvantagesofhighaccuracy,stability,andhighpracticalvalue,soitwidelyusedinpowerelectronictechnology.Keywords:SPWM;inverter;Driveci
4、rcuit目錄摘要IABSTRACTI1.引言12.逆變電路12.1逆變電路的基本工作原理[5]12.2PWM技術(shù)基礎(chǔ)22.3.1面積等效的SPWM控制算法22.3.2SPWM調(diào)制方法33.系統(tǒng)設(shè)計(jì)43.1設(shè)計(jì)方案43.2設(shè)計(jì)要求及思路44.硬件設(shè)計(jì)54.1主電路設(shè)計(jì)54.2驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)64.3自舉電路設(shè)計(jì)74.4死區(qū)電路設(shè)計(jì)74.5硬軟件保護(hù)電路設(shè)計(jì)75.軟件設(shè)計(jì)85.1主程序設(shè)計(jì)85.2中斷設(shè)計(jì)96.系統(tǒng)調(diào)試106.1SPWM信號(hào)調(diào)試107.系統(tǒng)測(cè)試117.1測(cè)試結(jié)果118．結(jié)束語(yǔ)12致12參考文獻(xiàn)12附錄141.引言隨著科技的不斷發(fā)展與儀器的更新?lián)Q代對(duì)電源的要求越來(lái)越高，可以說(shuō)一種高性能
5、的電源是科學(xué)研究與工業(yè)應(yīng)用得以順利進(jìn)行的有力保障。然而，直接將受污染嚴(yán)重的市電作為電源，顯然無(wú)法達(dá)到儀器設(shè)備的要求[1]。微電子技術(shù)的發(fā)展以及變頻方法研究工作的進(jìn)展使交流變頻技術(shù)不僅在工業(yè)上及家電行業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用，且在儀器設(shè)備的電源上也得到了廣泛應(yīng)用，以提高儀器設(shè)備的調(diào)速性能、節(jié)電和降噪。以CPU為核心的變頻器為電源的數(shù)字化、智能化創(chuàng)造了條件[2]。隨著逆變器在電力傳動(dòng)、UPS電源和有源濾波器等電力電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，SPWM技術(shù)己經(jīng)成為逆變技術(shù)的核心。早期使用模擬和數(shù)字的分立元件組成的混合電路生成SPWM波形，所需硬件較多，算法不夠靈活，改變參數(shù)和調(diào)試比較麻煩。隨著微電了和計(jì)算機(jī)技術(shù)的
6、發(fā)展，逆變技術(shù)的研究重點(diǎn)也將逐漸轉(zhuǎn)向以單片機(jī)、或DSP為主的數(shù)字控制方式。當(dāng)前，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)從單純依賴于51系列單片機(jī)向其它多種單片機(jī)發(fā)展，尤其以嵌入式PIC單片機(jī)的發(fā)展應(yīng)用更為廣泛。PIC單片機(jī)部集成有PWM功能的外圍功能模塊（CCP），利用此模塊更容易通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)SPWM，且具有更快的執(zhí)行速度[3]以16F877A為核心，利用SPWM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)市電的逆變，從而對(duì)輸出端電壓進(jìn)行控制。對(duì)比采用集成電路方法及其它的控制方法，采用單片機(jī)控制的逆變系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①全數(shù)字控制，易于擴(kuò)展；②電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活，便于調(diào)試；③技術(shù)性能好[4]。2.逆變電路2.1逆變電路的基本工作原理[5]圖1
7、S1、S4閉合，S2、S3斷開(kāi)電路和波形圖以單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的工作原理；圖中S1~S4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。lS1、S4閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓uo為正；如圖1：lS1、S4斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，負(fù)載電壓uo為負(fù)；如圖2：圖2S2、S3閉合，S1、S4斷開(kāi)電路和波形圖1)逆變電路最基本工作原理：改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率；2)電阻
