基于单片机的双极性单相spwm逆变器模拟装置设计毕业论文

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1、基于单片机的双极性单相SPWM逆变器模拟装置设计Adesignofthebipolarsingle-phaseSPWMinvertersimulationdevicebasedonthemicroprocessor摘要本系统以PIC16F877A单片机为核心，利用面积等效法生成SPWM信号。系统主要由隔离变压器和调压器将交流220V电源变成可调交流电源，再整流变换成直流电，SPWM信号通过光耦合隔离器控制由四个功率MOEFET管组成的逆变器的工作状态，逆变器输出频率和幅度都可调的正弦交流电。该逆变电源输出的正弦交流电精

2、度高，性能稳定，实用价值高，在电力电子技术中应用广泛。关键词：SPWM；逆变器；驱动电路AbstractThissystemisbasedonthemicroprocessorPIC16F877A,andismadeuseoftheequivalentofareatogenerateSPWMsignal.ThesystemismainlycomposedofaisolatedtransformerandaboosterbywhichtheAC220VpoweristransformedtoanadjustableACp

3、ower.ThisACpowerisrectifiedintoDC.TheworkingstatusoftheinvertercomposedoffourpowerMOEFETarecontrolledbytheSPWMsignalthroughfourphoto-couplers.TheinverteroutputsasineACpowerwhichfrequencyandamplitudeisadjustable.Andtheoutputoftheinverterpowerhastheadvantagesofhig

4、haccuracy,stability,andhighpracticalvalue,soitwidelyusedinpowerelectronictechnology.Keywords:SPWM;inverter;Drivecircuit目录摘要IABSTRACTI1.引言12.逆变电路12.1逆变电路的基本工作原理[5]12.2PWM技术基础22.3.1面积等效的SPWM控制算法22.3.2SPWM调制方法33.系统设计43.1设计方案43.2设计要求及思路44.硬件设计54.1主电路设计54.2驱动电路设计64.3

5、自举电路设计74.4死区电路设计74.5硬软件保护电路设计75.软件设计85.1主程序设计85.2中断设计96.系统调试106.1SPWM信号调试107.系统测试117.1测试结果118．结束语12致谢12参考文献12附录141.引言随着科技的不断发展与仪器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应用得以顺利进行的有力保障。然而，直接将受污染严重的市电作为电源，显然无法达到仪器设备的要求[1]。微电子技术的发展以及变频方法研究工作的进展使交流变频技术不仅在工业上及家电行业上得到了广泛应用，

6、且在仪器设备的电源上也得到了广泛应用，以提高仪器设备的调速性能、节电和降噪。以CPU为核心的变频器为电源的数字化、智能化创造了条件[2]。随着逆变器在电力传动、UPS电源和有源滤波器等电力电子设备中的广泛应用，SPWM技术己经成为逆变技术的核心。早期使用模拟和数字的分立元件组成的混合电路生成SPWM波形，所需硬件较多，算法不够灵活，改变参数和调试比较麻烦。随着微电了和计算机技术的发展，逆变技术的研究重点也将逐渐转向以单片机、或DSP为主的数字控制方式。当前，单片机的应用已经从单纯依赖于51系列单片机向其它多种单片机发展

7、，尤其以嵌入式PIC单片机的发展应用更为广泛。PIC单片机内部集成有PWM功能的外围功能模块（CCP），利用此模块更容易通过软件实现SPWM，且具有更快的执行速度[3]以16F877A为核心，利用SPWM技术可实现对市电的逆变，从而对输出端电压进行控制。对比采用集成电路方法及其它的控制方法，采用单片机控制的逆变系统具有以下优点：①全数字控制，易于扩展；②电路结构简单，控制灵活，便于调试；③技术保密性能好[4]。2.逆变电路2.1逆变电路的基本工作原理[5]图1S1、S4闭合，S2、S3断开电路和波形图以单相桥式逆变电路

8、为例说明最基本的工作原理；图中S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。lS1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；如图1：lS1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负；如图2：图2S2、S3闭合，S1、S4断开电路和波形图1)逆变电路最基本工作原理：改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率；