单相逆变电源的设计毕业设计

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1、本科毕业设计任务书一、毕业设计题目单相逆变电源的设计二、毕业设计工作自年月日起至年月日止三、毕业设计进行地点:四、毕业设计内容：(1)掌握单相电压型PWM逆变器的工作原理；(2)建立单相电压型逆变器的数学模型；(3)完成单相电压型PWM逆变器的谐波分析；(4)完成单相电压型逆变器反馈闭环控制系统控制规律研究；(5)完成单相电压型PWM逆变器系统仿真；(6)完成系统调试，并对实验结果进行分析。目录1绪论11.1逆变技术的定义11.2逆变技术的发展过程11.3逆变技术的应用前景21.4逆变技术存在的难点21

2、.5逆变电源的发展趋势21.6逆变器的分类31.7逆变技术指标41.8逆变器的单片机控制41.9本文研究内容6本文研究的主要内容如下：62逆变电路62.1逆变电路的基本工作原理62.2逆变电路的换流方式72.3电压型逆变电路92.4逆变电路的调制方式12三、系统组成及各部分原理133.1系统控制方案133.2系统框图133.2.1主电路硬件结构及工作原理133.3系统各级供电电源设计143.4IGBT的特点及选取153.5TMS320F2812DSP简介153.5.1DSP的概念153.5.3A/D转化

3、单元概述163.6IGBT驱动电路183.7输出滤波器的设计193.7.1滤波器的理论分析及参数选取193.8闸管导通死区硬件电路设计203.9输出电压采样电路21四、PWM控制技术234.1PWM控制的基本原理234.2正弦脉宽调制的生成244.3规则采样法254.4同步调制和异步调制264.5TMS320F2812DSPPWM信号的产生275系统数学模型与控制方案295.1系统数学模型建立295.2系统仿真315.3闭环自动控制系统组成325.4控制方案选择335.4.1单一控制方式的效果335.4

4、.2比例积分微分控制(PID)346实验366.1实验数据分析366.2实验结果总结376.3实验中硬件照片376.4系统的进一步设计及方向39参考文献41科技外文文献原文43致谢50附录152单相电压型逆变电源设计总程序52第一章绪论1.1逆变电源基本概念逆变就是将直流电能转化成交流电能的过程。近年来，随着电力电子技术和自动化水平及控制技术的发展，各行各业对电力的供给提出了更高的要求。提供稳定的、高可靠性的、高效率的、节能环保的电力供给就成为了能量领域研究的重点之一。在目前已有的电源中，如蓄电池和太阳

5、能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时就需要将直流电转变成交流电供负载使用。逆变器就是这种能进行电能转化的装置。逆变器也称逆变电源，是太阳能、风力发电中一个重要部件。它能将直流电变为定频定压或调频调压交流电，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但由于其含有较大成分低次谐波等缺点，近十余年来，由于电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件BJT，IGBT，MOSFET，GTO等的发展和PWM的控制技术的日趋完善，控制电路也从模拟集成电路发展到单片机等数字控制领域，使得SPWM逆变器

6、得以迅速发展并广泛使用。PWM控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术，SPWM控制技术又有许多种，并且还在不断发展中，但从控制思想上可分为四类，即等脉宽PWM法，正弦波PWM法（SPWM法），磁链追踪型PWM法和电流跟踪型PWM法等等。各种现代控制理论如棒棒控制，自适应控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。随着信息处理技术的发展，尤其

7、是计算机的广泛应用，供电系统的可靠性要求越来越高，因此对不间断电源（UPS）技术指标的要求越来越高。UPS的核心部分是一个恒压恒频逆变电源，也称为逆变器，由于传统模拟控制器需要使用大量的分立元器件，老化和温漂严重影响了系统的长期稳定性。而微机数字化控制技术填补了这一缺陷，同时增加了控制的方便性，提高了整个系统的稳定性和可靠性。本文设计了一种基于DSP控制的逆变电源.并在逆变电源设计中采用PWM控制方法，PWM技术在晶闸管时代就已经产生，但是为了使晶闸管通断付出了很大的代价，因而难以得到广泛应用。以IGB

8、T、电力MOSFET等为代表的全控型器件的不断完善给PWM控制技术提供了强大的物质基础，推动了这项技术的迅猛发展，使它应用到整流、逆变、直-直、交-交的所有四大类变流电路中。PWM技术在逆变带电路中的应用最具有代表性，可以说，正是由于PWM控制技术在这类电路中广泛而成功的应用，才奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。1.2逆变技术的发展现状和发展趋势1.2.1逆变电源的发展过程1956-1980年为传统发展阶段。1956年，第一只