【正文】 logy, the application of inverter power supply is more and more extensive,it across the electric power, electron, microprocessor and automatic control multidisciplinary field, is one of the hotspots of the power electronics industry and scientific research. Meanwhile application system subsequently put the output voltage waveform characteristics of inverter power supply forward more and more high demand, because the power output waveform quality directly relates to the whole system safety and reliability index.Along with the digital signal processing technology development, the control mode design with SPWM inverter power supply more and more be article describes a SPWM inverter power supply based on the 51 series microcontroller. The power input is 18 V dc voltage, through pressurization link and SPWM inverter link, got sinusoidal alternating current of the proset frequency and setting quality voltage. It uses MOSFET as power devices, IR2110 as drive chip, and the MOSFET using constant U/F control strategy。該電源以18 V直流電壓為輸入，通過(guò)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。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，逆變電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它橫跨電力、電子、微處理器及自動(dòng)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(diǎn)之一。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(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。2011年05月25日—05月31日：根據(jù)指導(dǎo)老師的修改意見(jiàn)修改設(shè)計(jì)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)論文格式打印論文修改稿，交給指導(dǎo)老師評(píng)定。六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)原理實(shí)用教程，網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)等。其中以第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便，逆變電源動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越和對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。要求。第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但由于它所采用的S P W M 控制技術(shù)只注重如何通過(guò)恰當(dāng)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變器輸出頻譜的優(yōu)化，沒(méi)有考慮信號(hào)傳輸過(guò)程中開(kāi)關(guān)點(diǎn)的變化及負(fù)載的影響，所以存在以下缺點(diǎn)：①對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)。由于自關(guān)斷器件的使用，使得開(kāi)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(dòng)態(tài)特性及對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性也得以提高。第二代逆變電源是采用自關(guān)斷器件作為逆變器的開(kāi)關(guān)器件。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)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(shì)[J]. 電氣技術(shù), 2008,(11)．[2] 談?chuàng)P寧,朱兆優(yōu),[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(dú)立光伏系統(tǒng)的新型逆變器[J]. 太陽(yáng)能, 2007,(01) [4] 趙建武. 單相SPWM逆變電源仿真設(shè)計(jì)[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,(03) .[5] 張竹,張代潤(rùn),何易桓,王超. 一種多功能逆變電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電源世界, 2009,(01) .四、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)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(dòng)著逆變電源的發(fā)展。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。隨著各行各業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展和對(duì)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(guò)各種形式對(duì)其進(jìn)行變換，從而得到各自所需的電能形式。能源的開(kāi)發(fā)、資源的利用與環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)的發(fā)展，是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。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。) A。（4）當(dāng)RS=RL=30Ω時(shí)，輸出電壓uo的失真度THD≤5%。（2）第一，主電路的設(shè)計(jì)；第二，控制回路的設(shè)計(jì)。5．畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的目標(biāo)及具體要求（1）具有最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能：RS和RL在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使，相對(duì)偏差的絕對(duì)值不大于1%。 （5）具有輸入欠壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Ud(th)=(25177。完成畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求開(kāi)發(fā)儀器及軟件： PC機(jī)一臺(tái)、proteus或pspice仿真軟件。相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來(lái)越高的要求， 因?yàn)殡娫吹妮敵霾ㄐ钨|(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。在這個(gè)世紀(jì)里，節(jié)省能源與開(kāi)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。逆變就是對(duì)電能進(jìn)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。(3)穩(wěn)定性高，效率高，可靠性高；(4)低的電磁干擾；(5)智能化。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(gè)發(fā)展階段。自20 世紀(jì)70 年代后期，各種自關(guān)斷器件相運(yùn)而生，它們包括可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）等。在自關(guān)斷器件當(dāng)中，IGBT以其開(kāi)關(guān)頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動(dòng)功率小、模塊的電壓電流等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)已成為中小功率逆變器的首選器件。當(dāng)逆變電源輸出帶非線性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流中的低次諧波電流將流過(guò)電源的內(nèi)阻，引起輸出電壓波形畸變；②死區(qū)時(shí)間的存在將使S P W M 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(dòng)態(tài)特性不好。第三代逆變電源采用了實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)，使逆變電源的性能得到提高。五、主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路主要研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)逆變主電路，控制電路，采用51單片機(jī)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)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：輸出單片機(jī)產(chǎn)生SPWMIR2110驅(qū)動(dòng)電路逆變電路整流電路輸入圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 重點(diǎn)問(wèn)題及解決思路首先是主電路的設(shè)計(jì)，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(dá)到，需要仔細(xì)計(jì)算，我會(huì)參考已有的設(shè)計(jì)互相比較選擇較好的電路。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：Proteus仿真軟件等。2011年06月01日—06月10日：通過(guò)指導(dǎo)老師評(píng)定，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文定稿畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求裝訂完畢。評(píng)審意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_______分長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目評(píng)閱教師職 稱評(píng)閱日期評(píng)閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究?jī)?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(wèn)題與不足。與此同時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來(lái)越高的要求， 因?yàn)殡娫吹妮敵霾ㄐ钨|(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。它采用MOSFET 作為功率器件，IR2110 作為MOSFET 的驅(qū)動(dòng)芯片，并采用恒 U/F 的控制策略。 The inverter part adopts singlechip microputer digital SPWM control mode, to reduce the harmonic as possible. Because of the use of digital technology based on single chip, makes power adjustment flexible and reliable performance, for the equipment of high performance requirements provides a high quality ac power.【 Keywords】 inverter power SPWM singlechip基于51單片機(jī)的逆變電源設(shè)計(jì)1 前言逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進(jìn)行電能變換的裝置。好的逆變電源電壓輸出波形主要包括穩(wěn)態(tài)精度高, 動(dòng)態(tài)性能好等方面。第1頁(yè)（共34頁(yè)）基于51單片機(jī)的逆變電源設(shè)計(jì)2 選題背景 目的和意義逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進(jìn)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。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(diǎn)：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。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(yáng)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(fù)載對(duì)電壓和頻率要求的交流電能?，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(jì)方法的學(xué)科，這門學(xué)科綜合了現(xiàn)代電力電子開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種實(shí)用設(shè)計(jì)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。由于傳統(tǒng)的變頻電源采用模擬控制技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)上述要求。第一代逆變電源是采用晶閘管(SCR)作為逆變器的開(kāi)關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源。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(jiǎn)化了主電路。IGBT逆變電源已成為中小型逆變電源的主流。負(fù)載突變時(shí)輸出電壓調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)是針對(duì)第二代逆變電源對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)及動(dòng)態(tài)特性不好的缺點(diǎn)提出來(lái)的，它是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)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(shí)時(shí)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。近年來(lái)，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(shì)：(1) 高頻化 提高變頻電源的開(kāi)關(guān)頻率，可以有效地減小裝置的體積和重量，為了進(jìn)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(shí)改善了輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須實(shí)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(gè)較大容量的變頻電源。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(kāi)關(guān)技術(shù)。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展提供強(qiáng)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。(3) 變頻電源電力電子變換裝置是一個(gè)離散的、耦合的、非線性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。 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(jī)來(lái)實(shí)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。（4）當(dāng)RS=RL=30Ω時(shí)，輸出電壓uo的失真度THD≤5%。) A。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。這種電路僅適用于容性負(fù)載。后者開(kāi)關(guān)器件電流為非正弦波，因其開(kāi)關(guān)損耗較大，故工作頻率較正弦逆變電路低。uo含有各次諧波，如果想得到正弦波電壓，則可通過(guò)濾波器濾波獲得。T1和T2之間