【正文】 存在死區(qū)時間，以避免上、下直通，在死區(qū)時間內兩晶閘管均無驅動信號。t2時刻關斷的T1，同時給T2發(fā)出導通信號。降至零，D2截止，T2導通，i。降至零， T1導通，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。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。本設計的逆變電源是基于51單片機實現的，單片機可以實現數字調制SPWM波。沖量即指窄脈沖的面積。上述原理可以稱之為面積等效原理，它是PWM控制技術的重要理論基礎?？梢钥闯龈髅}沖的幅值相等，而寬度是按正弦波規(guī)律變化的。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改變上述各脈沖的寬度即可。二、調制法是把希望輸出的波形作為調制信號，把接受調制的信號作為載波，通過信號波的調制得到所期望的PWM波形。在實際應用中可以用模擬電路構成三角波載波和正弦調制波發(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器件的通斷進行控制，就可以生成SPWM波形。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。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。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。 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)則采樣法的數學模型非常簡單，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。 不對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波由圖23可得，當在三角波的頂點對稱軸位置時刻采樣時，則有 （27）當在三角波的底點對稱軸位置時刻采樣時，則有 （28） 由三角形相似關系式得： （29）生成的SPWM波脈寬為 （210）由于每個載波周期采樣兩次，所以有 （211）式中，為偶數時代表頂點采樣，為奇數時代表底點采樣。通常保持載波頻率固定不變，當調制信號頻率變化時，載波比N是變化的。因此，在采用異步調制方式時，希望盡量提高載波頻率，以使在調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。3 分段同步調制為了克服上述缺點，通常采用分段同步調制的方法，即把范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內保持N恒定，不同頻段N不同。 4 硬件部分 直流輸入控制電路 電路主要結構直流輸入電路圖形如下：圖 直流輸入控制電路220v交流電壓經過變壓器變?yōu)?8v，變壓比為N=220/18=；再經過整流橋與濾波電路變?yōu)橹绷麟妷?，此時的電壓還不可用，需經過運算放大器升壓到需要的350v直流電壓。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)/ 2π5022＝103(μF)取C=1000181。F，50V的電解電容。 開關管和二極管的選擇(1)開關管的選擇第17頁（共35頁）最大輸出情況下，電流有效值為 (1)開關管額定電流 (2)開關管額定電壓 (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) 并聯電容的選取在功率因數為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) L、C 濾波器的設計最低次諧波為2p1 次。不過這種驅動電路開關速度低，并且驅動功率要受電流源和CMOS器件吸收容量的限制。MOSFET驅動光耦合器 圖 利用光耦合器的隔離驅動電路方案三：采用MOSFET柵極驅動控制專用集成電路IR2110。，其高端工作電壓可達500V。、關斷延遲小，分別為120ns 和94ns。再利用正弦函數的奇偶性，得到整個周期每個小區(qū)間的θm、Δtm、Dm的值。第22頁（共35頁） 軟件設計流程框圖圖 SPWM流程圖圖 單片機仿真圖 結果測試對所編的程序進行仿真測試，檢驗系統(tǒng)功能，經過模擬測試，系統(tǒng)能達到預期的控制效果，可以穩(wěn)定的輸出正弦交流電壓，頻率穩(wěn)定，可以達到設計要求。在輸入部分將220v的交流電壓整流為18v的直流電壓，在經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，開關管選擇全控型MOSFET管；控制信號由單片機產生SPWM波控制MOSFET管，輸入為220v，50Hz的正弦電壓。在拿到課題時，他耐心仔細的向我講述設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。在我遇到學術問題時，各位老師總能滿心的解決我的疑問。 陳慧 2011年6月第26頁（共35頁）附錄1附錄1：AT89C51的幾種封裝：9附錄1第28頁（共35頁）附錄2AT89C51的內部結構：第30頁（共35頁）附錄3附錄3程序代碼：include /*PWM周期及占空比設置值*/define CYCLE_DATA (Fpclk/9000)unsigned long count=0,count1=90,n1=0,n2=256。/****************************************************正弦表****************************************************/const unsigned char sin[] = { 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}。 // 設置PWM周期，PWMMR0=3686=fosc/((PWMPR+1)*pwm頻率)PWMPCR = 0x3000。 // 設置PWM占空比，PWMMR5PWMLER = 0x31。 // 設置T0MR0匹配后復位T0TC，并產生中斷標志 T0MR0 = CYCLE_DATA。 // 所有中斷通道設置為IRQ中斷 VICVectCntl0 = 0x24。 // 使能定時器0中斷 }void __irq IRQ_Timer0(void){ count++。 90count){n1=sin[count]+128。}if(count=180amp。amp。amp。180count1){n2=sin[180count1]+128。}if(count1270amp。////////////////////////////////////////////////////////////////pwm_int1()。PINSEL0 = PINSEL0 amp。 // 設置管腳連接GPIO pwm_int0()。}。while(1){。 // 設置管腳連接GPIO PINSEL1 = PINSEL1 amp。 /* 清除中斷標志 */VICVectAddr = 0x00。360count1){n2=128sin[360count1]。amp。}if(count190amp。}if(count=360)count=0。270count){n1=128sin[count180]。amp。//////////////////////////////////////////if(count0 amp。 // 設置中斷服務程序地址 VICIntEnable = VICIntEnable amp。 T0TCR = 0x01。 // 定時器設置為0 T0PR = 0。 // 啟動定時器，PWM使能 }/****************************************************PWM初始化****************************************************/void pwm_int1(void){ PWMMR4 = ((n2+1)*CYCLE_DATA)/(2*128)。 // 不分頻，計數頻率為FpclkPWMMCR = 0x02。void pwm_init0(void)。在我取得進步是，和我一起高興，謝謝你們和一起分享大學生活中的點點滴滴，酸甜苦辣！在本論文的設計中，由于受個人的知識、經驗和能力的限制，肯定存在不足之處，我懇請各位老師提出批評和指正。他嚴謹的治學態(tài)度，耐心的指導以及對工作兢兢業(yè)業(yè)，忘我的精神，是我們學習的典范，給我們留下了深刻的印象，使我深受感染。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習中不可或缺的經驗。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)展趨勢及現階段存在的問題，并提出了一些解決方法。這個表稱為SPWM函數表。（3）IR2110的外圍電路圖 IR2110的外圍結構圖輸出單片機產生SPWMIR2110驅動電路逆變電路整流電路輸入圖 控制流程 軟件部分 軟件設計思路—正弦波脈寬的生成根據正弦波脈寬調制（SPWM）的產生原理，設，將正弦函數一周分為2p個等分，即正半周分為p等分，設等效矩形幅度為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對應的相位寬度為θm。（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。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。通過光耦合器將控制信號回路與驅動會理隔離，使得輸出級設計電阻減少，從而解決了柵極驅動源低阻抗匹配的問題。直接用CMOS器件驅動電力MOSFET，它們可以共用一組電源。 逆變電路方案論證 逆變電路的結構圖 逆變電路的圖形在電路中輸入為VD=350 V DC，輸出為220 VAC 50 Hz，輸出功率為P=2 000 W，功率因數為cos φ=1。電容耐壓值應考慮電網電壓最高、負載電流最小時的情況?？梢娔軡M足要求。同步調制比異步調制復雜，但用微機控制時容易實現。在同步調制方式中，變化時N不變，信號波一周期內輸出脈沖數固定。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。根據載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，SPWM逆變器調制方式分為異步調制和同步調制。不對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波如圖23所示。生成的SPWM波的脈寬為 （23）令三角波頻率與正弦波頻率之比為載波比N，因此有 （24）