基于单片机控制的正弦波逆变电源设计

引言

　　逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置。随着电力电子技术的发展，逆变电源的应用越来越广泛，但应用系统对逆变电源的输出电压波形特性也随之提出了越来越高的要求，因为电源的输出波形质量直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。

　　随着我国数字信号数据处理信息技术的发展，以SPWM控制管理方式教学设计的逆变电源越来越受到青睐。本文主要介绍的SPWM逆变电源就是我们采用PIC单片机来实现SPWM控制和正弦波方式输出，而且电路结构简单，性能安全工作可靠，灵活性强，同时企业可以有效降低谐波，提高学习效率。

1个SPWM逆变器拓扑

　　逆变电源的拓扑网络结构有多种教学形式，图l所示是SPWM逆变电源的基本经济结构，它主要由变压器中心抽头推挽式升压电路、逆变电路、滤波处理电路、驱动系统电路和控制进行电路部分组成。控制工作电路设计主要内容包括MCU控制器、升压控制、电压技术检测和电流A／D检测结果所示等电路组成。

 

2SPWM逆变器工作原理

逆变电源的第一级采用 sg3525交替输出两个 pwm 信号控制开关管，然后通过高频变压器升压整流器和 lc 滤波器产生400v 电压。然后，通过单片机编程产生等效正弦波的矩形脉冲波，控制逆变开关管的开关和关断。以便在 spwm 控制模式下工作。图2显示了逆变电路的电气原理图。在图2中，左桥臂工作在高频率调制模式，即 q 1和 q 3启用了 spwm，右桥臂工作在高频率调制模式，即 q 2和 q 4启用了 spwm，最后滤除正弦波。

 

3 SPWM正弦脉冲宽度调制方法

　　SPWM正弦脉宽调制法是采用不同调制波为正弦波、载波为三角波的一种脉宽调制方式方法，可广泛应用于传统逆变器系统电源上。SPWM的输出信号波形进行控制分析算法有面积等效法、自然采样法、对称设计规则采样法、不对称以及规则采样法等，本文主要采用脉宽调制波的面积等效法来实现SPWM控制。图3所示是其SPWM波形图，该方法将半个生命周期的正弦波波形可以分成N等分，从而把该正弦波看成是由N个彼此之间相连的脉冲所组成，这些研究脉冲数据宽度基本相等(都等于π／N)，幅值不等，且脉冲通过顶部一个不是生活水平发展直线，而是根据曲线，各脉冲的幅值按正弦运动规律不断变化。如果我们能把自己这种技术脉冲重复序列用同样企业数量的等幅而不等宽的矩形脉冲输入序列模型代替，并使矩形脉冲的中点和相应增加正弦等分的中点重合。且使矩形脉冲和相应的正弦函数部分的面积脉冲量相等，那么，就可以没有得到提高相应的脉冲响应序列。这样，再使各脉冲的宽度按正弦分布规律发生变化，同时使矩形波与正弦波等效，就可以有效实现SPWM正弦脉宽调制。