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基于單片機的逆變電源的設(shè)計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)設(shè)計（論文)題目：基于51單片機的逆變電源設(shè)計學(xué)生：學(xué)院(系）：電子信息學(xué)院專業(yè)班級:電氣指導(dǎo)教師：葉剛輔導(dǎo)教師：葉剛時間:目錄TOC\ｏ”1－2"\h\ｚHYPＥRＬINK\l"＿Ｔoc2３2４75829＂長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文)任務(wù)書=1\*ROMAＮI畢業(yè)設(shè)計（論文)開題報告=２\*ＲOMANIIHYＰERLINK\l"＿Toc232４7583１"長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師審查意見PAGＥＲEＦ_Ｔoc２32475831＼hＩＩIHＹPERLINK\l"_Toｃ23２４75832”長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評語PAGＥＲＥF_Toc23247583２\hIＶＨＹPERLINK\l”_Ｔoc23２47５8３３＂畢業(yè)設(shè)計（論文)答辯記錄及成績評定PAGEＲＥF_Ｔoc232475833\ｈＶ【摘要】ＰAGEREF_Ｔｏｃ２３24758３4\hＶI【Abstｒａct】VＩIＨYPERＬINK\l＂_Ｔoc2324７5８３6"1前言１HYＰERLINＫ\l”_Toc232４75837＂２選題背景２HYＰERLＩNK\l＂_Ｔｏｃ23247５838＂2.1目的和意義２２.2現(xiàn)階段發(fā)展?fàn)顩r32.3發(fā)展趨勢及主要問題４２.4指導(dǎo)思想及技術(shù)要求53總體方案設(shè)計63．1設(shè)計思路６4硬件部分114。１直流輸入控制電路１1ＨYPEＲLINK\l”_Tｏc2３24７5８49"4。2逆變電路方案論證21４．3ＭOSFET驅(qū)動電路方案論證244.4控制流程圖２5HYＰERLＩＮK\l”＿Toc232475８5３"５軟件部分2６5.1軟件設(shè)計思路2６5.２軟件設(shè)計流程框圖285。3單片機仿真圖２9HYPEＲLINK\l＂_Toc232４7５８60"5．４結(jié)果測試36６總結(jié)37ＨYPEＲLINK\l”_Toｃ2324７5862”參考文獻37ＨYPＥRLINK\l＂_Toc２３24７5８６３”致謝39附錄143附錄246附錄３47長江大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書學(xué)院（系）電信學(xué)院專業(yè)電氣自動化班級107０4學(xué)生姓名陳慧指導(dǎo)教師／職稱葉剛/講師畢業(yè)論文(設(shè)計）題目:基于５1單片機的逆變電源設(shè)計畢業(yè)論文(設(shè)計）起止時間：2011年２月2０日~2０11年６月10日3。畢業(yè)論文(設(shè)計）所需資料及原始數(shù)據(jù)(指導(dǎo)教師選定部分）[1]魏偉.正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］。電氣技術(shù),200８，（1１)．［2]談?chuàng)P寧，朱兆優(yōu)，王海濤。基于ＰICFxx單片機控制的正弦波逆變電源[J].電子元器件應(yīng)用,２００9，（08）．［3］楊慶江,李曄，包西平。一種應(yīng)用于獨立光伏系統(tǒng)的新型逆變器[J］．太陽能,2007,(0１）［4］趙建武．單相SPＷＭ逆變電源仿真設(shè)計[Ｊ］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版）,2008,（０3）．[5］張竹，張代潤,何易桓，王超．一種多功能逆變電源的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電源世界,200９,（0１)。4.畢業(yè)論文（設(shè)計)應(yīng)完成的主要內(nèi)容（1）通過上網(wǎng)及圖書館等途徑,查閱傳統(tǒng)逆變電源裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理,針對其存在弊端，提出自己的設(shè)計方法。（2)第一，主電路的設(shè)計；第二，控制回路的設(shè)計。5。畢業(yè)論文（設(shè)計）的目標(biāo)及具體要求（1）具有最大功率點跟蹤（ＭPＰＴ)功能:ＲS和RL在給定范圍內(nèi)變化時，使,相對偏差的絕對值不大于1%.(2）具有頻率跟蹤功能:當(dāng)ｆREF在給定范圍內(nèi)變化時,使ｕF的頻率fF=fREF，相對偏差絕對值不大于1%。(3）當(dāng)ＲS=RL＝３０Ω時，ＤC-ＡＣ變換器的效率≥6０%。(4）當(dāng)RS=RL=3０Ω時，輸出電壓uo的失真度THD≤5%。(5)具有輸入欠壓保護功能,動作電壓Ud（th)＝（２5±0．5)V。（6）具有輸出過流保護功能，動作電流Io（tｈ）=（１.5±０。2)A.6、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）所需的條件及上機時數(shù)要求開發(fā)儀器及軟件:PC機一臺、proｔeｕs或ｐsｐice仿真軟件。上機時數(shù)>1２0學(xué)時=完成任務(wù)日期學(xué)生（簽名)長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告題目名稱基于51單片機的逆變電源設(shè)計院（系）電子信息學(xué)院專業(yè)班級電氣10704學(xué)生姓名陳慧指導(dǎo)教師葉剛輔導(dǎo)教師葉剛開題報告日期20１1年3月１1日基于51單片機的逆變電源設(shè)計學(xué)生:陳慧，電子信息學(xué)院指導(dǎo)教師：葉剛,電子信息學(xué)院一、題目來源實驗室建設(shè)二、研究目的和意義逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進行電能變換的裝置，它從交流或直流輸入獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出.隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，逆變電源的應(yīng)用越來越廣泛,它橫跨電力、電子、微處理器及自動控制等多學(xué)科領(lǐng)域，是目前電力電子產(chǎn)業(yè)和科研的熱點之一。逆變電源廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、鐵路交通、郵電通信等諸多領(lǐng)域。相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求,因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。逆變電源技術(shù)是一門綜合性的專業(yè)技術(shù),逆變電源作為一種產(chǎn)生交流電的裝置，它具有以下優(yōu)點：①變頻，逆變電源能將市電轉(zhuǎn)換為用戶所需頻率的交流電；②變相,逆變電源能將單相交流電轉(zhuǎn)換為三相交流電,也能將三相交流電轉(zhuǎn)換為單相交流電;③逆變電源能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;④逆變電源能將低質(zhì)量的市電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電.21世紀(jì)是能源與環(huán)保的世紀(jì)。能源的開發(fā)、資源的利用與環(huán)境保護相互協(xié)調(diào)的發(fā)展，是21世紀(jì)世界經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ).在這個世紀(jì)里,節(jié)省能源與開發(fā)新能源，提高燃料的利用率與減少燃料產(chǎn)生的污染已成為必須要解決的重要課題。尤其其中的逆變技術(shù),它的作用是從市電電網(wǎng)上得到已遭污染的定壓定頻交流“粗電能”,或從蓄電池、太陽能電池、燃料電池等得到的電能質(zhì)量比較差的直流原始電能，變換成電能質(zhì)量較高、較能滿足用戶負載對電壓和頻率要求的交流電能。鑒于逆變電源優(yōu)點很多,逆變電源將逐漸取代旋轉(zhuǎn)型變流機組。隨著各行各業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展和對操作性能要求的提高，許多行業(yè)的用電設(shè)備都不是直接用交流電網(wǎng)提供的交流電作為電能源，而是通過各種形式對其進行變換，從而得到各自所需的電能形式。逆變就是對電能進行變換和控制的一種基本形式，它完成將直流電變換成交流電的功能?，F(xiàn)代逆變技術(shù)是研究現(xiàn)代逆變電路的理論和應(yīng)用設(shè)計方法的學(xué)科，這門學(xué)科綜合了現(xiàn)代電力電子開關(guān)器件技術(shù)、現(xiàn)代功率變換技術(shù)、模擬和數(shù)字電子技術(shù)、ＰＷM技術(shù)、開關(guān)電源技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種實用設(shè)計技術(shù)，已被廣泛的用于工業(yè)和民用領(lǐng)域中的各種功率變換系統(tǒng)和裝置中。早期的變頻電源，只需要其輸出電壓、頻率可調(diào)即可，然而，今天的變頻電源除這些要求外，還必須環(huán)保無污染，即綠色環(huán)保變頻電源。因而高性能的變頻電源必須滿足：（ｌ)高的輸入功率因數(shù)，低的輸出阻抗；(2）快速的暫態(tài)響應(yīng)，穩(wěn)態(tài)精度高；（３）穩(wěn)定性高,效率高，可靠性高；（4)低的電磁干擾；（５）智能化.由于傳統(tǒng)的變頻電源采用模擬控制技術(shù),難以實現(xiàn)上述要求.因而，研究數(shù)字化控制技術(shù)的綠色變頻電源技術(shù)，對當(dāng)今提出的“節(jié)能、高效、綠色、環(huán)?！惫I(yè)口號的實現(xiàn)具有重要意義。三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱[１]魏偉.正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［Ｊ]．電氣技術(shù),２008，（11).［2]談?chuàng)P寧，朱兆優(yōu)，王海濤.基于ＰICFxx單片機控制的正弦波逆變電源[J]．電子元器件應(yīng)用，200９，(０8）。［3］楊慶江，李曄,包西平．一種應(yīng)用于獨立光伏系統(tǒng)的新型逆變器[Ｊ］.太陽能,20０７，(01）[4］趙建武．單相SPWM逆變電源仿真設(shè)計[J］。遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，200８，(03）。［5］張竹，張代潤，何易桓，王超．一種多功能逆變電源的設(shè)計與實現(xiàn)［J].電源世界，20０9,（０1)。四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向逆變電源的發(fā)展是和電力電子器件的發(fā)展聯(lián)系在一起的，器件的發(fā)展帶動著逆變電源的發(fā)展。逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的2０世紀(jì)６0年代，到目前為止,它已經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一代逆變電源是采用晶閘管（ＳCＲ）作為逆變器的開關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源。可控硅逆變電源的出現(xiàn)雖然可以取代旋轉(zhuǎn)型變流機組，但由于SＣR是一種沒有自關(guān)斷能力的器件，因此必須增加換流電路來強迫關(guān)斷SＣＲ，但換流電路復(fù)雜、噪聲大、體積大、效率低等原因卻限制了逆變電源的進一步發(fā)展。第二代逆變電源是采用自關(guān)斷器件作為逆變器的開關(guān)器件.自2０世紀(jì)７０年代后期，各種自關(guān)斷器件相運而生，它們包括可關(guān)斷晶閘管（ＧＴO(shè))、電力晶體管（GTＲ)、功率場效應(yīng)晶體管（MOＳFＥT）、絕緣柵雙極型晶體管（IGＢT）等。自關(guān)斷器件在逆變器中的應(yīng)用大大提高了逆變電源的性能，逆變器采用自關(guān)斷器件的好處是：①簡化了主電路。由于自關(guān)斷器件不需要換流電路，因而主電路得以簡化、成本降低、可靠性提高;②提高了性能.由于自關(guān)斷器件的使用,使得開關(guān)頻率得以提高,從而使逆變橋輸出電壓中低次諧波含量大大降低，因而使輸出濾波器的尺寸得以減小,逆變電源的動態(tài)特性及對非線性負載的適應(yīng)性也得以提高。在自關(guān)斷器件當(dāng)中，IGBT以其開關(guān)頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動功率小、模塊的電壓電流等級高等優(yōu)點已成為中小功率逆變器的首選器件。IGBＴ逆變電源已成為中小型逆變電源的主流.第二代逆變電源在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的ＳPＷM控制技術(shù).第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點,但由于它所采用的SＰWＭ控制技術(shù)只注重如何通過恰當(dāng)設(shè)計開關(guān)模式來實現(xiàn)逆變器輸出頻譜的優(yōu)化，沒有考慮信號傳輸過程中開關(guān)點的變化及負載的影響，所以存在以下缺點：①對非線性負載的適應(yīng)性不強。當(dāng)逆變電源輸出帶非線性負載時,負載電流中的低次諧波電流將流過電源的內(nèi)阻，引起輸出電壓波形畸變;②死區(qū)時間的存在將使SPWＭ波中含有不易濾掉的低次諧波，使輸出電壓波形發(fā)生畸變；③動態(tài)特性不好.負載突變時輸出電壓調(diào)整時間長。之所以出現(xiàn)這種情況,是因為系統(tǒng)中僅存在電壓平均值或有效值反饋，而沒有瞬時值反饋;④給定電壓與輸出電壓之間的相位差受負載影響較大,在三相電源中，三相輸出之間的相差不易滿足１2０°要求。第三代逆變電源采用了實時反饋控制技術(shù)，使逆變電源的性能得到提高。實時反饋控制技術(shù)是針對第二代逆變電源對非線性負載的適應(yīng)性不強及動態(tài)特性不好的缺點提出來的,它是近十年來發(fā)展起來的新型電源控制技術(shù),目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中,實時反饋控制技術(shù)的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。實時反饋控制技術(shù)多種多樣，主要有以下幾種[5—9］：①重復(fù)控制；②諧波補償控制；③無差拍控制;④單一的電壓瞬時值控制；⑤帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時值反饋控制。其中以第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便,逆變電源動態(tài)性能優(yōu)越和對負載的適應(yīng)性強等優(yōu)點而被廣泛采用。五、主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路1、主要研究內(nèi)容設(shè)計逆變主電路，控制電路，采用51單片機進行軟件設(shè)計及仿真，我選用單相SPWM正弦波逆變電源下圖是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：輸出輸出單片機產(chǎn)生SPWMIR2110驅(qū)動電路逆變電路整流電路輸入圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2、重點問題及解決思路首先是主電路的設(shè)計,選擇合適的電路和器件類型很重要，參數(shù)要求也要盡量達到，需要仔細計算，我會參考已有的設(shè)計互相比較選擇較好的電路。圖SEQ圖表\*ARABIC1逆變器的主電路圖其次是開關(guān)管驅(qū)動信號的形成，通過深入學(xué)習(xí)其調(diào)制方法原理選擇合適的驅(qū)動信號。圖２SPＷＭ波形最后是單片機的型號選擇和proｔeus仿真,控制電路的設(shè)置對這方面很重要,反復(fù)嘗試，反復(fù)調(diào)試以達到要求。六、完成畢業(yè)設(shè)計（論文）所必須具備的工作條件工具書：電力電子技術(shù)，單片機原理實用教程，網(wǎng)絡(luò)文獻等.計算機輔助設(shè)計：Proteus仿真軟件等。七、工作的主要階段、進度與時間安排2011年0２月2５日—03月11日：根據(jù)指導(dǎo)老師下達的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，確定論文的主要內(nèi)容并寫好開題報告,交給指導(dǎo)老師。２011年０3月12日—０5月2０日:在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件下，定期和指導(dǎo)老師聯(lián)系，進行課題設(shè)計論文的寫作,完成初稿，并交給指導(dǎo)老師評定。2011年05月25日-０5月31日：根據(jù)指導(dǎo)老師的修改意見修改設(shè)計,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計論文格式打印論文修改稿，交給指導(dǎo)老師評定。２０11年06月01日—06月１0日：通過指導(dǎo)老師評定，畢業(yè)設(shè)計論文定稿畢業(yè)設(shè)計論文要求裝訂完畢.并充分準(zhǔn)備,進行畢業(yè)答辯。八、指導(dǎo)教師審查意見長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師審查意見學(xué)生姓名專業(yè)班級畢業(yè)論文（設(shè)計）題目指導(dǎo)教師職稱評審日期評審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果,難度及工作量，質(zhì)量和水平,存在的主要問題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文（設(shè)計)是否完成規(guī)定任務(wù),達到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。評審意見:指導(dǎo)教師簽名：評定成績（百分制)：＿____＿_分長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評語學(xué)生姓名專業(yè)班級畢業(yè)論文（設(shè)計)題目評閱教師職稱評閱日期評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量,質(zhì)量和水平,存在的主要問題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況,解決實際問題的能力,畢業(yè)論文（設(shè)計)是否完成規(guī)定任務(wù),達到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯.評語：評閱教師簽名：評定成績(百分制）:＿＿_＿___分畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄及成績評定學(xué)生姓名專業(yè)班級畢業(yè)論文(設(shè)計）題目答辯時間年月日～時答辯地點一、答辯小組組成答辯小組組長:成員：二、答辯記錄摘要答辯小組提問(分條摘要列舉)學(xué)生回答情況評判三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定(百分制）：______＿分畢業(yè)論文（設(shè)計）最終成績評定（依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計)評分的相關(guān)規(guī)定）等級(五級制）:__＿____答辯小組組長(簽名)：秘書(簽名）：年月日院(系)答辯委員會主任（簽名):院（系)（蓋章)基于51單片機的逆變電源設(shè)計學(xué)生：陳慧電子信息學(xué)院指導(dǎo)老師：葉剛電子信息學(xué)院【摘要】逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進行電能變換的裝置，它從交流或直流輸入獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,逆變電源的應(yīng)用越來越廣泛，它橫跨電力、電子、微處理器及自動控制等多學(xué)科領(lǐng)域，是目前電力電子產(chǎn)業(yè)和科研的熱點之一。與此同時應(yīng)用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求,因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，以SPWM控制方式設(shè)計的逆變電源越來越受到青睞。本論文敘述的就是一種基于5１系列單片機設(shè)計的SPWM逆變電源。該電源以１8Ｖ直流電壓為輸入，通過升壓環(huán)節(jié)與SＰＷM逆變環(huán)節(jié),得到了設(shè)定頻率與電壓的優(yōu)質(zhì)正弦交流電。它采用MOSFＥT作為功率器件,IR21１0作為ＭOSFET的驅(qū)動芯片，并采用恒U/F的控制策略；逆變部分采用單片機數(shù)字化SPWM控制方式，以盡可能地減少諧波。由于采用了基于單片機的數(shù)字化技術(shù)，使得電源調(diào)節(jié)靈活、性能可靠，為性能要求高的儀器設(shè)備提供了一種高品質(zhì)的交流電源?！娟P(guān)鍵字】逆變電源SPWM單片機Theｄeｓignｏｆｔheｉnｖertｅｒpowerbaｓedon51sｉnglｅ－chipmicrｏcompｕtｅrSｔｕｄent:ＣhenHuiEｌecｔronｉcs＆IｎformatioｎColｌｅgeTｅacｈer：ＹeＧangElｅｃtrｏnics＆ＩnfoｒmatｉｏｎCｏllege【Ａｂstract】Iｎverｔeｒｉsaｋｉｎｄofusinｇpoweｒelectroniｃtecｈnologyｆoｒelectｒicpｏｗertransforｍａt(yī)iｏndevｉce,itfromacoｒｄcInputｖoｌtaｇeofexchanｇeobｔainｅdcoｎstaｎtfｒｅquｅｎｃｙoｕtput.Withthedｅvｅｌopmenｔoftheｐoｗereｌｅｃtｒｏniｃtecｈｎology，tｈｅapｐlicatiｏnｏfinverｔeｒpoｗersｕｐpｌyismｏｒeaｎdｍoreｅxtｅnsiｖe,itａｃｒｏsstheｅlectricpoweｒ，ｅｌｅctｒon,ｍicｒoprocessｏranｄａutomａt(yī)iccｏnｔrolmulti－diｓｃipliｎaｒｙfｉeld，isonｅｏfthｅhotspｏtsｏfｔｈepｏwerelectroｎicｓｉｎdｕstrｙａnｄscｉｅntifｉcreｓeaｒch。Meanwhileａpplｉcaｔiｏnsysｔemsubseｑuentlｙｐuttheoｕｔpuｔvoltagewavefoｒmchａracteristｉｃsofinverterｐoｗeｒsｕppｌyforｗardmoｒeaｎdmｏreｈighdemaｎd,becausｅthepoｗeｒoutputwaｖｅformｑualitydireｃtlyrelatestoｔhｅwholｅｓysｔemsaｆeｔyanｄrｅlｉabiｌiｔｙindex。Ａloｎgwｉtｈtｈedigitａlsｉgnalproceｓsiｎgtｅchnｏlogｙdｅｖelopｍｅnｔ，tｈｅcｏntroｌmodｅdesｉｇnwｉthＳPＷMｉnvｅrｔerｐｏｗersuｐpｌymｏreaｎdmｏreｂefavｏｒｒed.ThisarｔｉcledeｓcｒｉbeｓaＳＰWMｉｎverterpｏweｒｓuｐplｙbasedontｈｅ51sｅｒｉｅsmiｃrocontrｏlleｒ．Tｈepoweｒiｎｐutｉs１8Vdｃvoltａge，thｒoughpressurizａｔiｏnliｎkandSPWMinvｅrterlｉnｋ，goｔsｉnｕsoiｄalalterｎatｉｎgcｕrｒentoｆｔｈeｐｒosetfrequｅｎcyandｓettｉｎgquａlitｙｖolｔagｅ.IｔｕsｅsMOSFEＴaｓｐowｅrdevicｅs,IＲ２110asｄriｖｅchｉp，anｄｔheＭOＳFETuｓingcｏnstaｎtU/Fcontrolstｒategy；Thｅinｖertｅｒｐartadoptssｉnｇlｅ－ｃｈｉpmicrocompuｔerdigｉｔalＳＰWMcontrolmode，toreducetｈehaｒmoniｃａspossible．Becaｕｓeｏftheuseｏfdigｉtaｌtechｎｏlogybaｓedonsinglechip,makｅspoｗeｒaｄjｕstmeｎtｆlexibｌeａndreｌiabｌeperformaｎce,fortheequiｐmｅｎtofhiｇｈｐerformａｎｃereｑuirementsprｏvｉｄesａｈｉghquａlitｙａｃpowｅr?！綤ｅｙｗoｒdｓ】ｉｎverｔerpｏwerSPWＭｓinｇleｃhiｐ基于５1單片機的逆變電源設(shè)計1前言逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進行電能變換的裝置。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,逆變電源的應(yīng)用越來越廣泛，但應(yīng)用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求,因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，逆變電源廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，進而對其性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制或數(shù)字相結(jié)合的控制系統(tǒng).好的逆變電源電壓輸出波形主要包括穩(wěn)態(tài)精度高,動態(tài)性能好等方面。目前逆變器結(jié)構(gòu)和控制，能得到良好的正弦輸出電壓波形，但對突變較快的波形,效果不是很理想。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，以SPWＭ控制方式設(shè)計的逆變電源越來越受到青睞。本文介紹的SPWＭ逆變電源就是采用51單片機來實現(xiàn)SPWＭ控制和正弦波方式輸出，而且電路簡單，性能安全可靠，靈活性強,同時可以降低諧波，提高效率.2選題背景2.1目的和意義逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進行電能變換的裝置，它從交流或直流輸入獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，逆變電源的應(yīng)用越來越廣泛，它橫跨電力、電子、微處理器及自動控制等多學(xué)科領(lǐng)域，是目前電力電子產(chǎn)業(yè)和科研的熱點之一。逆變電源廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、鐵路交通、郵電通信等諸多領(lǐng)域.相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求，因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。逆變電源技術(shù)是一門綜合性的專業(yè)技術(shù)，逆變電源作為一種產(chǎn)生交流電的裝置，它具有以下優(yōu)點：①變頻,逆變電源能將市電轉(zhuǎn)換為用戶所需頻率的交流電;②變相,逆變電源能將單相交流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，也能將三相交流電轉(zhuǎn)換為單相交流電；③逆變電源能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電；④逆變電源能將低質(zhì)量的市電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電。２1世紀(jì)是能源與環(huán)保的世紀(jì)。能源的開發(fā)、資源的利用與環(huán)境保護相互協(xié)調(diào)的發(fā)展，是２1世紀(jì)世界經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。在這個世紀(jì)里，節(jié)省能源與開發(fā)新能源，提高燃料的利用率與減少燃料產(chǎn)生的污染已成為必須要解決的重要課題。尤其其中的逆變技術(shù)，它的作用是從市電電網(wǎng)上得到已遭污染的定壓定頻交流“粗電能”,或從蓄電池、太陽能電池、燃料電池等得到的電能質(zhì)量比較差的直流原始電能,變換成電能質(zhì)量較高、較能滿足用戶負載對電壓和頻率要求的交流電能.鑒于逆變電源優(yōu)點很多，逆變電源將逐漸取代旋轉(zhuǎn)型變流機組。隨著各行各業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展和對操作性能要求的提高，許多行業(yè)的用電設(shè)備都不是直接用交流電網(wǎng)提供的交流電作為電能源，而是通過各種形式對其進行變換，從而得到各自所需的電能形式。逆變就是對電能進行變換和控制的一種基本形式，它完成將直流電變換成交流電的功能。現(xiàn)代逆變技術(shù)是研究現(xiàn)代逆變電路的理論和應(yīng)用設(shè)計方法的學(xué)科,這門學(xué)科綜合了現(xiàn)代電力電子開關(guān)器件技術(shù)、現(xiàn)代功率變換技術(shù)、模擬和數(shù)字電子技術(shù)、PＷM技術(shù)、開關(guān)電源技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種實用設(shè)計技術(shù)，已被廣泛的用于工業(yè)和民用領(lǐng)域中的各種功率變換系統(tǒng)和裝置中。早期的變頻電源,只需要其輸出電壓、頻率可調(diào)即可,然而，今天的變頻電源除這些要求外,還必須環(huán)保無污染，即綠色環(huán)保變頻電源.因而高性能的變頻電源必須滿足：（l）高的輸入功率因數(shù)，低的輸出阻抗；（２)快速的暫態(tài)響應(yīng),穩(wěn)態(tài)精度高;(3）穩(wěn)定性高,效率高,可靠性高；(４)低的電磁干擾；（5)智能化。由于傳統(tǒng)的變頻電源采用模擬控制技術(shù)，難以實現(xiàn)上述要求。因而，研究數(shù)字化控制技術(shù)的綠色變頻電源技術(shù)，對當(dāng)今提出的“節(jié)能、高效、綠色、環(huán)保"工業(yè)口號的實現(xiàn)具有重要意義。2。2現(xiàn)階段發(fā)展?fàn)顩r逆變電源的發(fā)展是和電力電子器件的發(fā)展聯(lián)系在一起的,器件的發(fā)展帶動著逆變電源的發(fā)展.逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的2０世紀(jì)60年代,到目前為止，它已經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一代逆變電源是采用晶閘管（ＳCR)作為逆變器的開關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源.可控硅逆變電源的出現(xiàn)雖然可以取代旋轉(zhuǎn)型變流機組,但由于SCR是一種沒有自關(guān)斷能力的器件,因此必須增加換流電路來強迫關(guān)斷ＳＣR,但換流電路復(fù)雜、噪聲大、體積大、效率低等原因卻限制了逆變電源的進一步發(fā)展.第二代逆變電源是采用自關(guān)斷器件作為逆變器的開關(guān)器件。自2０世紀(jì)７0年代后期,各種自關(guān)斷器件相運而生，它們包括可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管(GTR）、功率場效應(yīng)晶體管（MＯSＦET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT）等.自關(guān)斷器件在逆變器中的應(yīng)用大大提高了逆變電源的性能,逆變器采用自關(guān)斷器件的好處是：①簡化了主電路。由于自關(guān)斷器件不需要換流電路，因而主電路得以簡化、成本降低、可靠性提高；②提高了性能。由于自關(guān)斷器件的使用，使得開關(guān)頻率得以提高，從而使逆變橋輸出電壓中低次諧波含量大大降低,因而使輸出濾波器的尺寸得以減小,逆變電源的動態(tài)特性及對非線性負載的適應(yīng)性也得以提高。在自關(guān)斷器件當(dāng)中，IGBＴ以其開關(guān)頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動功率小、模塊的電壓電流等級高等優(yōu)點已成為中小功率逆變器的首選器件.IGBT逆變電源已成為中小型逆變電源的主流。第二代逆變電源在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的ＳＰWM控制技術(shù)。第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，但由于它所采用的ＳＰＷＭ控制技術(shù)只注重如何通過恰當(dāng)設(shè)計開關(guān)模式來實現(xiàn)逆變器輸出頻譜的優(yōu)化,沒有考慮信號傳輸過程中開關(guān)點的變化及負載的影響，所以存在以下缺點：①對非線性負載的適應(yīng)性不強。當(dāng)逆變電源輸出帶非線性負載時，負載電流中的低次諧波電流將流過電源的內(nèi)阻，引起輸出電壓波形畸變;②死區(qū)時間的存在將使SPWM波中含有不易濾掉的低次諧波，使輸出電壓波形發(fā)生畸變;③動態(tài)特性不好。負載突變時輸出電壓調(diào)整時間長。之所以出現(xiàn)這種情況，是因為系統(tǒng)中僅存在電壓平均值或有效值反饋，而沒有瞬時值反饋；④給定電壓與輸出電壓之間的相位差受負載影響較大,在三相電源中，三相輸出之間的相差不易滿足120°要求.第三代逆變電源采用了實時反饋控制技術(shù),使逆變電源的性能得到提高。實時反饋控制技術(shù)是針對第二代逆變電源對非線性負載的適應(yīng)性不強及動態(tài)特性不好的缺點提出來的,它是近十年來發(fā)展起來的新型電源控制技術(shù)，目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中，實時反饋控制技術(shù)的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。實時反饋控制技術(shù)多種多樣，主要有以下幾種［5－9]：①重復(fù)控制；②諧波補償控制；③無差拍控制；④單一的電壓瞬時值控制;⑤帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時值反饋控制。其中以第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便,逆變電源動態(tài)性能優(yōu)越和對負載的適應(yīng)性強等優(yōu)點而被廣泛采用。2.３發(fā)展趨勢及主要問題一、在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,變頻電源技術(shù)均處于核心地位.近年來,現(xiàn)代變頻電源技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)出以下幾種趨勢：（１)高頻化提高變頻電源的開關(guān)頻率，可以有效地減小裝置的體積和重量，為了進一步減小裝置的體積和重量，去掉笨重的工頻隔離變壓器,采用高頻隔離，并可消除變壓器和電感的音頻噪聲，同時改善了輸出電壓的動態(tài)響應(yīng)能力。（2）高性能化高性能主要指輸出電壓特性的高性能,它主要體現(xiàn)在以下幾個方面：穩(wěn)壓性能好，空載及負載時輸出電壓有效值要穩(wěn)定；波形質(zhì)量高,不但要求空載時的波形好,帶載時波形也好，對非線性負載性要強；突加或突減負載時輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)特性好；電壓調(diào)制量小;輸出電壓的頻率穩(wěn)定性好；對于共相電源，帶不平衡負載時相電壓失衡小。(3)模塊化當(dāng)今逆變電源的發(fā)展趨向是大功率化和高可靠性。雖然現(xiàn)在已經(jīng)能生產(chǎn)幾千ＫVＡ的大型逆變電源，完全可以滿足大功率要求的場合。但是，這樣整個系統(tǒng)的可靠性完全由單臺電源決定，無論如何可靠性也不可能達到很高。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須實現(xiàn)模塊化，模塊化意味著用戶可以方便地將小容量的模塊化電源任意組合,構(gòu)成一個較大容量的變頻電源.模塊化需要解決逆變電源之間的并聯(lián)問題,變頻電源的并聯(lián)要比直流電源的并聯(lián)復(fù)雜，它面臨著負荷分配、環(huán)流補償、通斷控制等多方面的問題。(4)數(shù)字化現(xiàn)在數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點：便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、提高系統(tǒng)抗干擾能力、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)、也便于自診斷，容錯等技術(shù)的植入，同時也為電源的并聯(lián)技術(shù)發(fā)展提供了方便。（5）綠色化綠色電源的含義有兩層:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因。為了使電源系統(tǒng)綠色化，電源應(yīng)加裝高效濾波器，還應(yīng)在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)校正技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù).提高輸入功率因數(shù)具有重要意義,不僅可以減少對電網(wǎng)的污染，降低市電的無功損耗,起到環(huán)保和節(jié)能的效果，而且還能減少相應(yīng)的投資,提高運行可靠性。提高功率因數(shù)的傳統(tǒng)方法是采用無源功率因數(shù)校正技術(shù)，目前較先進的方法是：單相輸入的采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)，三相輸入的采用SＰWM高頻整流提高功率因數(shù)。今后電源技術(shù)將朝著高效率、高功率因數(shù)和高可靠性方向發(fā)展，并不斷實現(xiàn)低諧波污染、低環(huán)境污染、低電磁干擾和小型化、輕量化。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展提供強有力的技術(shù)保證，這也將是現(xiàn)代電源發(fā)展的必然結(jié)果。二、變頻電源數(shù)字化發(fā)展存在的難點數(shù)字化是變頻電源發(fā)展的主要方向，但還是需要解決一下難題：（l）變頻電源輸出要跟蹤的是一個按正弦規(guī)律變化的給定信號，它不同于一般的開關(guān)電源的常值控制。在閉環(huán)控制下，給定信號與反饋信號的時間差就體現(xiàn)為明顯的相位差,這種相位差與負載是相關(guān)的,這就給控制器的設(shè)計帶來了困難。（２)變頻電源輸出濾波器對系統(tǒng)的模型影響很大，輸入電壓的波動幅值和負載的性質(zhì),大小的變化范圍往往比較大,這些都增加了控制對象的復(fù)雜性，使得控制對象模型的高階性、不確定性、非線性顯著增加.（3)變頻電源電力電子變換裝置是一個離散的、耦合的、非線性的動態(tài)系統(tǒng)。要滿足負載對電源的靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)要求，一般地將電力電子變換裝置設(shè)計成一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。工程技術(shù)人員對線性系統(tǒng)的校正與綜合比較熟悉,對這樣的系統(tǒng)控制有些力不從心。因此，如果能建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，特別是從控制到輸出之間的傳遞函數(shù),則有助于工程技術(shù)人員的設(shè)計和系統(tǒng)分析，減少盲目選擇參數(shù)的調(diào)試時間，解決本質(zhì)非線性系統(tǒng)的線性控制問題。2.4指導(dǎo)思想及技術(shù)要求逆變電源主電路選用單相全橋逆變電路，采用51單片機來實現(xiàn)SPWM數(shù)字化調(diào)制控制，該電源調(diào)節(jié)靈活，性能穩(wěn)定可靠，效果很好。技術(shù)要求：（1）具有最大功率點跟蹤（MPPT)功能：ＲＳ和ＲL在給定范圍內(nèi)變化時,使,相對偏差的絕對值不大于1％。（2）具有頻率跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定范圍內(nèi)變化時,使uF的頻率fＦ＝fREF，相對偏差絕對值不大于1％。（3）當(dāng)ＲS=RL=3０Ω時,DＣ-ＡC變換器的效率≥60％。（4）當(dāng)ＲS=ＲL＝3０Ω時，輸出電壓uｏ的失真度ＴHＤ≤５％。（5)具有輸入欠壓保護功能，動作電壓Ud(th）=(25±0。5）V.（6）具有輸出過流保護功能,動作電流Io（th）＝(１.5±0．２)A。３總體方案設(shè)計3．1設(shè)計思路逆變電源的主電路基本就是有整流器,逆變器，變壓器,LC濾波器組成。圖３。1典型的逆變電源主電路3。2逆變電路的選擇與方案論證3．2.1逆變電路有很多種分類:①按輸出電能的去向分,可分為有源逆變電路和無源逆變電路。前者輸出的電能不返回公共交流電網(wǎng),后者輸出的電能直接輸向用電設(shè)備。②按直流電源性質(zhì)可分為由電壓型直流電源供電的電壓型逆變電路和由電流型直流電源供電的電流型逆變電路。③按主電路的器件分，可分為:由具有自關(guān)斷能力的全控型器件組成的全控型逆變電路；由無關(guān)斷能力的半控型器件（如普通晶閘管)組成的半控型逆變電路。半控型逆變電路必須利用換流電壓以關(guān)斷退出導(dǎo)通的器件。若換流電壓取自逆變負載端，稱為負載換流式逆變電路。這種電路僅適用于容性負載;對于非容性負載,換流電壓必須由附設(shè)的專門換流電路產(chǎn)生，稱自換流式逆變電路。④按電流波形分,可分為正弦逆變電路和非正弦逆變電路。前者開關(guān)器件中的電流為正弦波，其開關(guān)損耗較小,宜工作于較高頻率。后者開關(guān)器件電流為非正弦波，因其開關(guān)損耗較大,故工作頻率較正弦逆變電路低。⑤按輸出相數(shù)可分為單相逆變電路和多相逆變電路。根據(jù)設(shè)計要求，我希望獲得正弦交流電壓輸出，在我們電力電子的學(xué)習(xí)中,我們著重學(xué)習(xí)的是電壓型單相逆變電路，我對這方面也比較熟悉，故選擇電壓型單相逆變電路.3.2.2逆變電路的基本工作原理圖３．2。1單相橋式逆變電路工作原理開關(guān)T1、T４閉合，T2、Ｔ3斷開：u0=Ud；開關(guān)T1、T４斷開，T２、T3閉合:u0=－Ud；當(dāng)以頻率fＳ交替切換開關(guān)T1、T４和T2、T３時，則在電阻R上獲得如圖4．２.4（b）所示的交變電壓波形，其周期Ts=1/fS，這樣,就將直流電壓E變成了交流電壓uo。uo含有各次諧波,如果想得到正弦波電壓，則可通過濾波器濾波獲得.1。電壓型單相半橋逆變電路ｅｑ\ｏ\aｃ（○，1）電壓型半橋逆變電路結(jié)構(gòu)及波形:它由兩個導(dǎo)電臂構(gòu)成，每個導(dǎo)電臂由一個全控器件和一個反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容Ｃ1和Ｃ2，且滿足Ｃ1=Ｃ2。設(shè)感性負載連接在A、０兩點間.Ｔ１和T２之間存在死區(qū)時間，以避免上、下直通,在死區(qū)時間內(nèi)兩晶閘管均無驅(qū)動信號。輸出的電壓有效值為:由傅里葉分析，輸出電壓瞬時值為：其中，為輸出電壓角頻率。圖３．1．2單相半橋電路及波形當(dāng)n=1時其基波分量的有效值為：eq\ｏ\ａc（○，2）電壓型半橋逆變電路工作原理在一個周期內(nèi),電力晶體管T1和T2的基極信號各有半周正偏，半周反偏，且互補。若負載為阻感負載，設(shè)ｔ2時刻以前，T1有驅(qū)動信號導(dǎo)通,T2截止,則u0=Ud/2。t2時刻關(guān)斷的T1,同時給T２發(fā)出導(dǎo)通信號.由于感性負載中的電流i。不能立即改變方向,于是D2導(dǎo)通續(xù)流,u0＝－Ud/2。t３時刻i。降至零，D2截止，T２導(dǎo)通，i。開始反向增大，此時仍然有u0=-Ud/2。在t4時刻關(guān)斷T２，同時給T1發(fā)出導(dǎo)通信號,由于感性負載中的電流i。不能立即改變方向,D1先導(dǎo)通續(xù)流，此時仍然有u０=Ｕｄ/2；ｔ5時刻ｉ。降至零,T１導(dǎo)通,u0=Ｕｄ/2；優(yōu)點：簡單,使用器件少;缺點:１)交流電壓幅值僅為Ud/2;2)直流側(cè)需分壓電容器；3）為了使負載電壓接近正弦波通常在輸出端要接LC濾波器,輸出濾波器LＣ濾除逆變器輸出電壓中的高次諧波。一般用于幾kW以下的小功率逆變電源；2。電壓型單相全橋逆變電路ｅq\ｏ\ac（○,1)電路的工作過程:全控型開關(guān)器件Ｔ1和T4構(gòu)成一對橋臂,Ｔ2和T３構(gòu)成一對橋臂,T1和T４同時通、斷;T2和T3同時通、斷。T１(T）４與T2(T3)的驅(qū)動信號互補，即T1和T4有驅(qū)動信號時,T2和T3無驅(qū)動信號,反之亦然，兩對橋臂各交替導(dǎo)通1８0°。ｅｑ\o＼aｃ（○,２)電路結(jié)構(gòu)及波形輸出方波電壓瞬時值：輸出方波電壓有效值:基波分量的有效值：圖3.2.3單相全橋電路及波形圖3.2.3單相全橋電路及波形輸出方波電壓瞬時值：輸出方波電壓有效值：基波分量的有效值：同單相半橋逆變電路相比，在相同負載的情況下，其輸出電壓和輸出電流的幅值為單相半橋逆變電路的兩倍.在電壓的利用率方面考慮，采用全橋逆變較好,故主電路采用電壓型單相全橋逆變電路。3。３調(diào)制信號選擇及方案論證在逆變電源中，主要的控制部分是對逆變電路中全控型元件開關(guān)的調(diào)制，以實現(xiàn)輸出波形的數(shù)字化頻率調(diào)制。ＳPWM控制技術(shù)是一種比較成熟的、目前使用較廣泛的PWＭ控制技術(shù)，它有如下主要優(yōu)點.PWM實現(xiàn)起來比較方便,可是用模擬或數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)；可以大幅降低輸出諧波含量，尤其是低頻紋波，它的諧波主要集中在載波頻率的K倍的位置，諧波頻率較高，因此濾波器設(shè)計容易,實現(xiàn)成本較低；對于多電平變換器，調(diào)制比可以在所有的工作范圍內(nèi)變化；在載波中加入合適的零序列，可以較好的平衡重點電位.本設(shè)計的逆變電源是基于５１單片機實現(xiàn)的，單片機可以實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制SPWM波。所以采用SPＷM技術(shù)既方便又有很好的效果。3.3。1SPＷM調(diào)制基本原理SPWM法就是用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PＷM波形即ＳPWＭ波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。２.SPＷM的實現(xiàn)方法在采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。即當(dāng)它們分別加在具有慣性的同一個環(huán)節(jié)上時，其輸出響應(yīng)基本相同.如果把各輸出波形用傅立葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。上述原理可以稱之為面積等效原理，它是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ).把圖2-１a的正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于／Ｎ,但幅值不等,且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替,使矩形脈沖和相應(yīng)正弦波部分的中點重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積(沖量)相等，就得到圖2-１b所示的脈沖序列，這就是PWM波形.可以看出各脈沖的幅值相等，而寬度是按正弦波規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的.對于正弦波的負半周,也可以用同樣的方法得到PWＭ波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWＭ波形,也稱ＳPWM（ＳiｎusoｉｄalPＷM）波形。要改變等效輸出的正弦波的幅值時，只要按照同一比例系數(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。圖3．1。2—1用PWＭ波代替正弦半波３。3.2SPWＭ的實現(xiàn)方法SPWM波的實現(xiàn)方法分為計算法和調(diào)制法。一、計算法是給出了逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù),ＳPWM波形中各脈沖的寬度和時間間隔可以準(zhǔn)確計算出來。按照計算的結(jié)果控制逆變電路中各個開關(guān)器件的通斷,以便得到所需要的PWM波。二、調(diào)制法是把希望輸出的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過信號波的調(diào)制得到所期望的ＰWM波形。通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波，其中等腰三角波應(yīng)用最多。因為等腰三角波上任一點的水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個平緩變化的調(diào)制信號波相交時,如果在交點時刻對電路中開關(guān)器件的通斷進行控制,就可以得到寬度正比于信號波幅值的脈沖,這正好符合PWM控制的要求.在調(diào)制信號波為正弦波時，所得到的就是SPWM波形。在實際應(yīng)用中可以用模擬電路構(gòu)成三角波載波和正弦調(diào)制波發(fā)生電路，用比較器來確定它們的交點，在交點時刻對功率開關(guān)器件的通斷進行控制，就可以生成SPWM波形.由于計算法較繁瑣，計算量大，較少使用。而模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實現(xiàn)精確的控制。因此，目前SＰWM波形的生成和控制多用微機來實現(xiàn)。下面介紹幾種常用的用軟件生成ＳPWM波形的算法,并分析它們的特點。1自然采樣法在正弦波和三角波的自然交點時刻控制功率開關(guān)器件的通斷，稱為自然采樣法。正弦波在不同相位角時值不同,因而與三角波相交所得到的脈沖寬度不同.可知這種算法計算量比較大，需花費較多的時間，因而難以在微處理器中實現(xiàn)。2規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法分為對稱規(guī)則采樣法和不對稱規(guī)則采樣法,下面簡述之。（１）對稱規(guī)則采樣法對稱規(guī)則采樣法是以每個三角波的對稱軸（頂點對稱軸或低點對稱軸)所對應(yīng)的時間作為采樣時刻，過三角波的對稱軸與正弦波的交點，做平行ｔ軸的平行線,該平行線與三角波的兩個腰的交點作為SPWM波“開”和“關(guān)”的時刻，如圖2－2所示。因為這兩個交點是對稱的,所以稱為規(guī)則采樣法.這種方法實際上是用一個階梯波去逼近正弦波.由于在每個三角波周期中只采樣一次，因此是計算得到簡化.下面推導(dǎo)其數(shù)學(xué)模型，由圖2-2可得:（2—1）由三角形相似關(guān)系式可得:（2－2)其中為調(diào)制度,是正弦波峰值與三角波峰值的比值。生成的SＰＷM波的脈寬為(2-3）令三角波頻率與正弦波頻率之比為載波比N,因此有(2－４）(2-5)式中，為采樣序號。所以有(2—6）當(dāng)參數(shù)Tc、M、N已知后，就可根據(jù)式(2—6）實時計算出ＳＰWM波的脈寬時間。圖３。１。2—2對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波（2)不對稱規(guī)則采樣法對稱規(guī)則采樣法的數(shù)學(xué)模型非常簡單，但是由于每個載波周期只采樣一次,因此所形成的階梯波，與正弦波的逼近程度仍存在較大誤差.如果既在三角波的頂點對稱軸位置采樣，又在三角波的底點對稱軸位置采樣，也就是每個載波周期采樣兩次，這樣所形成的階梯波與正弦波的逼近程度會大大提高。不對稱規(guī)則采樣法生成SＰWM波如圖2－3所示。由于這種采樣所形成的階梯波與三角波的交點并不對稱,因此稱其為不對稱規(guī)則采樣法.圖3。１.２—3不對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波由圖2—3可得，當(dāng)在三角波的頂點對稱軸位置時刻采樣時,則有（２－７)當(dāng)在三角波的底點對稱軸位置時刻采樣時，則有（２-８)由三角形相似關(guān)系式得:(2—9)生成的SPWM波脈寬為(2-10)由于每個載波周期采樣兩次,所以有（2—１１）式中，為偶數(shù)時代表頂點采樣,為奇數(shù)時代表底點采樣。３．3。3ＳPWM波的調(diào)制在SＰWＭ逆變器中,載波頻率與調(diào)制信號頻率之比N=／，稱為載波比。根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，SＰWM逆變器調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制.1異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式即為異步調(diào)制。通常保持載波頻率固定不變，當(dāng)調(diào)制信號頻率變化時，載波比Ｎ是變化的。當(dāng)較低時，N較大,一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多,脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小,當(dāng)增高時，N減小,一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWＭ脈沖不對稱的影響就變大,還會出現(xiàn)脈沖的跳動。同時，輸出波形和正弦波之間的差異也變大，電路輸出特性變壞.對于三相逆變器來說，三相輸出的對稱性也變差。因此,在采用異步調(diào)制方式時，希望盡量提高載波頻率,以使在調(diào)制信號頻率較高時仍能保持較大的載波比,從而改善輸出特性。２同步調(diào)制載波比N等于常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步的調(diào)制方式稱為同步調(diào)制。在同步調(diào)制方式中，變化時Ｎ不變，信號波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定.在三相SPWM逆變電路中通常共用一個三角波載波,且取N為3的整數(shù)倍,使三相輸出對稱。3分段同步調(diào)制為了克服上述缺點，通常采用分段同步調(diào)制的方法，即把范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持N恒定,不同頻段Ｎ不同。在高的頻段采用較低的N,使載波頻率不致過高；在低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過低;為防止在切換點附近來回跳動，采用滯后切換的方法。同步調(diào)制比異步調(diào)制復(fù)雜，但用微機控制時容易實現(xiàn)?？稍诘皖l輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。4硬件部分４。1直流輸入控制電路4。1.1電路主要結(jié)構(gòu)直流輸入電路圖形如下：圖4.1．1直流輸入控制電路2２0v交流電壓經(jīng)過變壓器變?yōu)?8v，變壓比為N=２20／1８=12．22；再經(jīng)過整流橋與濾波電路變?yōu)橹绷麟妷?此時的電壓還不可用，需經(jīng)過運算放大器升壓到需要的35０ｖ直流電壓。4。1。２電路器件參數(shù)計算在橋式整流電路中,變壓器，變壓器次級電流與濾波器輸出電流的關(guān)系為:I2=（1.5～2）IＩ≈（１。5~2）IO=１。5×1=１.５（Ａ）．取變壓器的效率η=0．8,則變壓器的容量為：P=U2I2/η=２0×1。5／０。8＝24(Ｗ）因為流過橋式電路中每只整流二極管的電流為ID=1∕2Imax=1/２IOmａx=１／２×1=0.5(A)每只整流二極管承受的最大反向電壓為:Ｕ=1。414*18V=19V選用二極管IN4001,其參數(shù)為:ID=1Ａ，URM=100V?？梢娔軡M足要求。一般濾波電容的設(shè)計原則是,取其放電時間常數(shù)RLＣ是其充電周期的確２～５倍。對于橋式整流電路，濾波電容C的充電周期等于交流周期的一半，即RＬC≥（２～5）T/2=2～5/2f，由于ω=2πｆ,故ωRLC≥（2～5）π,取ωＲＬＣ＝３π則C＝3π/ωＲL其中RL＝UI/ＩI，所以濾波電容容量為：C＝3πIＩ/2πｆUI=（３π×０．5）/2π×50×２2=0．６81×103(μＦ）取C=1000μF。電容耐壓值應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓最高、負載電流最小時的情況。ＵCｍａｘ＝1．１×Ｕ2max=1．1××20≈31。1（Ｖ）綜合考慮波電容可選擇C=1000μF,50V的電解電容.另外為了濾除高頻干擾和改善電源動態(tài)特性,一般在濾波電容兩端并聯(lián)一個０．01~０。1μＦ的高頻瓷片電容。4。2逆變電路方案論證4。2.1逆變電路的結(jié)構(gòu)圖4.2.1逆變電路的圖形在電路中輸入為VD=３５0ＶDC，輸出為２２０ＶAＣ5０Hz，輸出功率為P=200０W，功率因數(shù)為coｓφ=1.則電路各元件選取如下。4．２。２開關(guān)管和二極管的選擇（1）開關(guān)管的選擇最大輸出情況下，電流有效值為（1）開關(guān)管額定電流(2）開關(guān)管額定電壓（3）（2）二極管的選擇額定電壓(4）最大允許的均方根正向電流（5)二極管的額定電流為(6）4.2．３并聯(lián)電容的選取在功率因數(shù)為1的情況下,等效的濾波電路的負載電阻為（7)周期為（8）則電容為（9）4.2．4L、C濾波器的設(shè)計最低次諧波為2p-1次。因此,最低次諧波的頻率f=(２×２00?1）×50＝１９950Hz（１0）以選1／10為例，選濾波電感為1mH，則電容為4.3ＭＯＳFET驅(qū)動電路方案論證4.３.1方案選擇方案一：用CMOS器件驅(qū)動MＯSFＥT。直接用CMOS器件驅(qū)動電力MOＳFET,它們可以共用一組電源。柵極電壓小于１0v是,MOSFET將處于電阻區(qū)不需要外接電阻R，電路簡單。不過這種驅(qū)動電路開關(guān)速度低,并且驅(qū)動功率要受電流源和CMＯS器件吸收容量的限制。如圖4．3．1所示.MOSFETMOSFET驅(qū)動CMOS器件圖4．3.１用ＣMOS器件驅(qū)動MOSFET方案二:利用光耦合器驅(qū)動ＭOSFET.利用光耦合器的隔離驅(qū)動電路如圖4．3。２所示。通過光耦合器將控制信號回路與驅(qū)動會理隔離，使得輸出級設(shè)計電阻減少，從而解決了柵極驅(qū)動源低阻抗匹配的問題。這種方式的驅(qū)動電路由于光耦合器響應(yīng)速度低，使開關(guān)延遲時間加長，限制了使用頻率.MOSFETMOSFET驅(qū)動光耦合器圖4。3。2利用光耦合器的隔離驅(qū)動電路方案三：采用MＯSFET柵極驅(qū)動控制專用集成電路ＩR２1１0，如圖４．3。3所示。該芯片8引腳封裝,可驅(qū)動同橋臂的兩個MOSFＥT,內(nèi)含自舉電路，允許在60０v母線電壓下直接工作,柵極驅(qū)動電壓范圍寬，單通道施密特邏輯輸入,輸入與TTL及ＣMOS電平兼容，死區(qū)時間內(nèi)置，輸出、輸入同相,低邊輸出死去時間調(diào)整后于輸入反相。該方案整機的可靠性高、體積小，最高工作頻率可達40ｋHz,充分滿足題目要求.MOSFETMOSFET驅(qū)動CMOS器件圖4。3。3用集成電路IＲ21１0驅(qū)動MOSFET4.３。2IR2110的介紹及其外圍電路（１）ＩR2１1０的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如下圖:圖4。3．４IR211０內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能:LO(引腳1）：低端輸出COM（引腳2)：公共端Vcｃ（引腳）:低端固定電源電壓Ｎｃ（引腳4):空端Vs(引腳5）：高端浮置電源偏移電壓VB（引腳6）:高端浮置電源電壓HO(引腳7）:高端輸出Nc(引腳8）：空端VＤＤ(引腳9):邏輯電源電壓HIN(引腳10）：邏輯高端輸入ＳD(引腳１1)：關(guān)斷ＬＩN（引腳１2）：邏輯低端輸入Ｖｓs(引腳13）:邏輯電路地電位端，其值可以為0ＶNc（引腳１4)：空端（2）ＩR２110的特點：1.具有獨立的低端和高端輸入通道。2.懸浮電源采用自舉電路,其高端工作電壓可達5０0V。3。輸出的電源端(腳3）的電壓范圍為１０—20V。4.邏輯電源的輸入范圍（腳9）5-１５V，可方便的與TTL，ＣMOS電平相匹配，而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有V的便移量。5。工作頻率高，可達5０0KHｚ。6.開通、關(guān)斷延遲小，分別為１20ns和９4nｓ。7．圖騰柱輸出峰值電流２A。（3）IR2110的外圍電路圖４.3.5IR２1１０的外圍結(jié)構(gòu)圖4．４控制流程圖輸出輸出單片機產(chǎn)生SPWMIR2110驅(qū)動電路逆變電路整流電路輸入圖4.4控制流程軟件部分５．１軟件設(shè)計思路5.１。1通過單片機編程實現(xiàn)SＰＷM調(diào)制-正弦波脈寬的生成根據(jù)正弦波脈寬調(diào)制（ＳPWM）的產(chǎn)生原理，設(shè),將正弦函數(shù)一周分為2p個等分,即正半周分為p等分，設(shè)等效矩形幅度為UD，脈沖寬度為θm，則那么第m個時間段中，矩形脈沖電壓作用時間Δtm對應(yīng)的相位寬度為θm。故而每個區(qū)間的相角寬度為π/p，則占空比系數(shù)Dm為式中,m=1，2，…,p/4．于是可以獲得四分之一個周期內(nèi)每個小區(qū)間的相角寬度θm,脈寬Δtm和占空比Dｍ的數(shù)值。再利用正弦函數(shù)的奇偶性，得到整個周期每個小區(qū)間的θm、Δtm、Ｄm的值。將它列成一個表格，存放在ＲOM（或ＲAM)中。這個表稱為ＳPWM函數(shù)表。令Uｍ＝２20v、UD=100Ｖ、p=100、f=50Ｈz，通過MATＬAB仿真工具可制出SPWM函數(shù)表。5.2軟件設(shè)計流程框圖圖5.2ＳPWM流程圖５.3單片機仿真圖圖5.3單片機仿真圖5。4結(jié)果測試對所編的程序進行仿真測試，檢驗系統(tǒng)功能，經(jīng)過模擬測試,系統(tǒng)能達到預(yù)期的控制效果,可以穩(wěn)定的輸出正弦交流電壓，頻率穩(wěn)定，可以達到設(shè)計要求。６總結(jié)在此論文完成之際，我的大學(xué)生活也接近尾聲，憶起往昔，總有些不舍的感慨。本文首先介紹了逆變電源的發(fā)展歷史及基本情況，然后分析了逆變電源的發(fā)展趨勢及現(xiàn)階段存在的問題,并提出了一些解決方法.正文講述了基于51單片機實現(xiàn)ＳPWM的數(shù)字控制，并控制逆變電路MOSＦＥT管的開關(guān)斷，以實現(xiàn)AC—ＤC-ＡC的轉(zhuǎn)變，完成逆變電源的功能。在輸入部分將220v的交流電壓整流為１8v的直流電壓，在經(jīng)過運放電路放大為可用3５0v的直流電壓；主電路是電壓型單相全橋逆變電路，開關(guān)管選擇全控型MOSFET管；控制信號由單片機產(chǎn)生SPWＭ波控制MOSＦET管，輸入為2２0v，50Hｚ的正弦電壓.在這長達三個多月的論文設(shè)計中，我系統(tǒng)的回顧了電力電子及單片機等專業(yè)課的知識，并且查看了很多關(guān)于逆變的資料，豐富了我的專業(yè)知識,也開拓了我的視野。在思考能力和解決問題能力方面也有所加強,這些將成為我今后工作和學(xué)習(xí)中不可或缺的經(jīng)驗。參考文獻［１］魏偉．正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]。電氣技術(shù)，2０08，（11）.[2］談?chuàng)P寧，朱兆優(yōu)，王海濤?；冢蠭CFxx單片機控制的正弦波逆變電源［J］。電子元器件應(yīng)用,20０9，（08)。［３］楊慶江，李曄，包西平.一種應(yīng)用于獨立光伏系統(tǒng)的新型逆變器[Ｊ］。太陽能,2０07,(０1)．［4]趙建武。單相SPWＭ逆變電源仿真設(shè)計［J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版),2０08，（03）.［５]張竹,張代潤，何易桓,王超。一種多功能逆變電源的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電源世界,20０9,（01）.[6]《電力電子技術(shù)》．廖冬初，聶漢平主編．華中科技大學(xué)出版社.2007，（09)。［7]《全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽培訓(xùn)系列教程—模擬電子線路設(shè)計》.高吉祥主編。200７，(05）．［8]《單片機原理使用教程—基于Ｐrptｅus虛擬仿真》.徐愛鈞主編．電子工業(yè)出版社．２０10,(01）．[9］《C程序設(shè)計》第三版。譚浩強主編.清華大學(xué)出版社．20０５，(０7)。［1０]《信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)》.金波主編。華中科技大學(xué)出版社.２5０06，（０5）.［11］廖家平，袁兆梅,張治國?；趩纹瑱CPWM控制逆變電源的設(shè)計[TＭ]。２006，（5）．［12］李娜,邵利敏，趙秋霞,郭燕霞。基于16位單片機的逆變電源系統(tǒng)的設(shè)計[TM］.2007，（10）.[1３］陳曉萍,王念春,馬玉龍?；冢蠭C單片機的SPWＭ控制技術(shù)。2００６,（0９)。［１4］驅(qū)動芯片IR２１１0的功能簡介．電子元器件應(yīng)用。２０06，（０8).[15]周俊杰，錢曉耀，陳上挺.一種基于PIＣ系列單片機的SPWM逆變電源[TM]．２00８，（０4)．[16]基于STＣ系列單片機的ＳＰWM波形實現(xiàn)．2０0７，(1２).[１7］自制１2V轉(zhuǎn)交流２20V逆變器。2010，（09）。［1８］張峻嶺。逆變電源穩(wěn)定性分析［TＭ］。20０６，（01）。［19］陳維，郭必廣。正弦逆變器輸出短路過流保護設(shè)計．2009。致謝對于我的畢業(yè)設(shè)計，首先要對我的導(dǎo)師葉剛高級講師表示最衷心、最誠摯地感謝!本論文的選題、設(shè)計到最后的完成與他精心地指導(dǎo)，時時的督促和認真的修改是分不開的。在拿到課題時，他耐心仔細的向我講述設(shè)計的原理及知識重點是什么，并一再表示有不懂得可以隨時去問他.中期檢查的時候，他認真詢問了我的設(shè)計進展及我的大體設(shè)計思路，并對我的不足之處及不會的地方給予了專業(yè)的指導(dǎo)。他嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,耐心的指導(dǎo)以及對工作兢兢業(yè)業(yè),忘我的精神,是我們學(xué)習(xí)的典范,給我們留下了深刻的印象,使我深受感染。同時，我也深深的感謝大學(xué)以來給我傳授知識的老師和共處的同學(xué)給我無私的關(guān)心和幫助.在我遇到學(xué)術(shù)問題時,各位老師總能滿心的解決我的疑問。在我感到失望，煩躁時，身邊的同學(xué)總會開導(dǎo)我，安慰我。在我取得進步是，和我一起高興，謝謝你們和一起分享大學(xué)生活中的點點滴滴,酸甜苦辣！在本論文的設(shè)計中，由于受個人的知識、經(jīng)驗和能力的限制，肯定存在不足之處，我懇請各位老師提出批評和指正。我會在以后的學(xué)習(xí)和工作中嚴(yán)格要求自己，努力提高自己的專業(yè)水平,以不辜負老師對我的期望.陳慧2０１１年6月附錄１:AＴ8９Ｃ51的幾種封裝：附錄2AT89C５1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：附錄３程序代碼:＃include"ｃonｆig.ｈ”/*PWＭ周期及占空比設(shè)置值＊/＃defineCYCLＥ_ＤATA（Fpｃlｋ/９000）ｕｎｓignedloｎｇｃouｎt=0，couｎｔ１＝9０,ｎ1=0，n2＝２56;//count，ｃount1分別判斷PWM1、PWM2正弦波角度//ｎ１、n2為正弦波相應(yīng)角度的占空比/*＊＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊＊*＊*＊*＊**＊**＊＊**＊*＊＊***＊*＊***＊*＊**＊＊＊*函數(shù)聲明部分*＊＊*****＊＊*＊＊**＊＊**＊＊*＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊＊＊***＊＊*＊**＊＊＊*＊＊＊/ｖoiｄtｉmer０_iｎt(voｉd);voidｐwm_init０（voｉd）；ｖoiｄ__ｉrqＩRＱ_Ｔiｍer0(voｉｄ）；/*＊＊＊＊＊*****＊＊*＊*＊＊＊＊＊＊＊**＊＊*＊＊*＊***＊*＊＊＊******＊＊*＊＊＊正弦表*＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊*＊**＊**＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊***＊＊＊＊**＊＊*＊*＊＊＊*/coｎstｕnｓignedｃharsiｎ［］={１,3,5,7，10，12,14,１6,18，21,23，２5,2７,２9,３2，3４，３６,38，4０,42,44,46，４8，５１，５3，５５，57，59,6１，63,6４,６6，68,70，7２，7４,７6，77，79，8１，8３,84,8６，８8,89,91，９2，９4,95,97，９8，100，10１,１02,１０４,１０5,106，107,10９,11０，1１1，112，１1３,１14，11５，１16，117,118，119，119,120,121，122，122，123，123，12４,12４，125，125,126,1２6，126,127,12７，127，1２７，127,１27,127}；ｖｏiｄpwｍ_iｎt0（void）｛PWMPR=０x０0；／／不分頻,計數(shù)頻率為ＦpclkPWMＭCＲ=0x02；/／設(shè)置ＰWMMR0匹配時復(fù)位PWMTＣPWＭMＲ0＝ＣYCLE_DATA；／／設(shè)置ＰWM周期，ＰＷＭMＲ0=3686=fosc/（(ＰＷMPＲ+1)*pｗm頻率）PWＭPＣR=0x3０00；//允許PWM4＼PWM5輸出，單邊ＰWＭＰWMＴCR＝０ｘ09;／/啟動定時器，PWＭ使能}/＊＊*＊***＊＊*＊＊*＊*＊＊＊＊*＊****＊＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊**＊**＊***＊＊＊PWM初始化＊＊＊*＊＊*＊＊＊**＊**＊＊＊＊＊＊*＊**＊*＊＊＊**＊＊*＊*＊*＊*＊*＊＊*＊＊*＊**／ｖoidpｗm_iｎt1（void)｛PWMＭR4=（（n2+1)＊ＣＹCＬＥ_ＤATＡ）/（2*128);//設(shè)置ＰＷM占空比，ＰWMMR4PWMMR5=（(n１+1）*ＣYCLE＿DＡTA)／(2*128);//設(shè)置PWM占空比,PＷMMR5PＷＭLEＲ=0x3１；／/PＷMMR0、PWMMR４，PWMＭＲ5鎖存}/*＊＊*＊＊＊＊＊＊*＊**＊＊**＊＊*＊＊*＊**＊＊＊＊＊**＊**＊**＊**＊＊＊＊＊＊＊＊＊定時器０初始化*＊*＊＊**＊*＊**＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊*＊**＊＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊**＊＊**/voidtiｍer０_iｎt(void）｛/*Fcclk＝Foｓｃ*4=11.０59２MHz*4=44．2368MHzFpcｌk=Fcｃlk/４=４4。23６8MHz／4=11。05９2MHz＊/Ｔ0TC=0;//定時器設(shè)置為0T0PR=0；/／時鐘不分頻T０ＭCＲ=0x０3;//設(shè)置T0ＭR0匹配后復(fù)位Ｔ0TC，并產(chǎn)生中斷標(biāo)志Ｔ0MR0＝CYCLE＿DATＡ;//1/９00０秒鐘定時T0TCR=0x03；T０TCR=0x01；//啟動定時器ＶICＩntSelecｔ=０x０0;//所有中斷通道設(shè)置為IRQ中斷VIＣVectCnｔl０=0x24;／／設(shè)置定時器0中斷通道分配最高優(yōu)先級ＶＩCVecｔＡddｒ０=（uinｔ３2）IRQ_Ｔimｅr0;//設(shè)置中斷服務(wù)程序地址VICＩntEｎable=VICIntEｎaｂle＆0xfffｆｆfｅf｜0ｘ0000００10;//使能定時器0中斷｝ｖoｉd__irqIＲQ＿Timer0（ｖoid){count＋+；counｔ1++；/／////////////／//////／／／/／／/////////／/////if(count>0&&9０＞ｃoｕnt){n１=sｉn［coｕnt]+128；｝if(coｕｎt〉90＆＆１８０＞ｃoｕnｔ)｛n1=sin［１80－ｃount]＋１2８;｝if（ｃｏｕnt＞=180＆&270＞coｕｎt）{n１=128-ｓin[cｏuｎt-180];｝iｆ(cｏunt>２7０＆＆360＞coｕnt）｛n1=１２8—ｓiｎ[360－count］；}if(counｔ＞＝３60）count=０;／/／/／／//////／//////／／///////／／///／//／／//／/／///／///////////////／/if（ｃount1〉0＆＆9０〉ｃoｕｎt１){n2=sｉｎ［ｃount１］+1２８;｝if（coｕnt1>90＆＆1８0>cｏｕnｔ1){n2=sin[180-count１］+128；｝iｆ(coｕnt1＞＝１80&＆270>ｃｏunt１）{ｎ2＝128—ｓｉn［coｕｎt１-18０];｝if（ｃｏunｔ1〉２7０&&3６0>cｏuｎt1）｛ｎ2=12８-sin［3６0－count1]；}ｉf（ｃouｎt１>=3６０)coｕnｔ１=０；/////／/////////／／／//／///////////／／／/／//／///／/////／／／／/／/／/////／／pｗm_int１（）；Ｔ0IR=０x01；/*清除中斷標(biāo)志*/VICＶｅctAddr=0x０0；/＊通知VIC中斷處理結(jié)束＊／｝/＊*****＊＊＊＊*＊＊*＊**＊*＊＊*******＊**＊＊***＊＊*＊*＊＊*＊＊＊**＊＊*＊＊*＊＊**＊＊*＊**＊＊＊＊**＊＊＊＊＊**＊＊*＊＊＊*＊*＊＊**＊**＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊函數(shù)名稱：main()函數(shù)功能：主函數(shù)＊＊*＊*＊＊＊＊＊＊*＊＊******＊**＊＊*＊*＊*＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊＊*＊***＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊＊*＊＊＊**＊*＊＊*＊＊＊*＊**＊＊＊****＊＊**＊＊＊*＊＊＊*＊*＊*＊*＊/inｔmａin(voｉd){ＩO０DＩR=BEEPCOＮ;PＩNSＥL0=PIＮSＥL0＆０xffｆcffｆf|0x00０2０000；/／設(shè)置管腳連接GPＩOP０．８為PＷＭ4PINSEL1＝PＩNＳEＬ1＆０xfｆffｆ0ff|0x00０00400;//設(shè)置管腳連接ＧPIＯP0。2１為PWM5pｗm_ｉnｔ0(）;timｅr0_int（);wｈilｅ（１）｛；}ｒetuｒn0；}湖州師范學(xué)院信息與工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）2011屆題目基于51單片機的數(shù)控穩(wěn)壓電源專業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師論文字數(shù)完成日期湖州師范學(xué)院文印中心印制摘要：數(shù)控直流穩(wěn)壓電源就是能用數(shù)字來控制電源輸出電壓的大小,而且能使輸出的直流電壓能保持穩(wěn)定、精確的直流電壓源。本文介紹了利用D/A轉(zhuǎn)換電路、輔助電源電路、去抖電路等組成的數(shù)控穩(wěn)壓電源電路，詳述了電源的基本電路結(jié)構(gòu)和控制策略。它與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便,電壓穩(wěn)定度高的特點，其結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低，輸出電壓在0-10V之間連續(xù)可調(diào)，其輸出電壓大小以0.1V步進，輸出電壓的大小調(diào)節(jié)是通過“+”、“-”兩個鍵操作的，而且可以根據(jù)實際要求組成具有不同的輸出電壓值的穩(wěn)壓源電路。該電源控制電路選用89C51單片機控制主電路采用串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓技術(shù)具有線路簡單、響應(yīng)迅速、穩(wěn)定性好、效率高等特點。詳細分析了電源的拓撲圖及工作原理。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源、單片微型機;數(shù)控直流、D/A轉(zhuǎn)換；目錄TOC\o”1—3”\h\z\u第一章緒論1HYPERLINK\l”_Toc260775281"1。1數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的產(chǎn)生背景1HYPERLINK\l”_Toc260775282"1。2系統(tǒng)開發(fā)的意義1_Toc260775284”1.4研究中擬解決的主要問題2_T