【正文】 存在死區(qū)時(shí)間，以避免上、下直通，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)兩晶閘管均無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。t2時(shí)刻關(guān)斷的T1，同時(shí)給T2發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)。降至零，D2截止，T2導(dǎo)通，i。降至零， T1導(dǎo)通，u0=Ud /2 ；優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單，使用器件少；缺點(diǎn)：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(fù)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(shè)計(jì)的逆變電源是基于51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)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(shù)的重要理論基礎(chǔ)?？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(shí)，只要按照同一比例系數(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。二、調(diào)制法是把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過信號(hào)波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。在實(shí)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(lái)確定它們的交點(diǎn)，在交點(diǎn)時(shí)刻對(duì)功率開關(guān)器件的通斷進(jìn)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(diǎn)。2 規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法分為對(duì)稱規(guī)則采樣法和不對(duì)稱規(guī)則采樣法，下面簡(jiǎn)述之。由于在每個(gè)三角波周期中只采樣一次，因此是計(jì)算得到簡(jiǎn)化。 對(duì)稱規(guī)則采樣法生成SPWM波（2）不對(duì)稱規(guī)則采樣法對(duì)稱規(guī)則采樣法的數(shù)學(xué)模型非常簡(jiǎn)單，但是由于每個(gè)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(duì)稱規(guī)則采樣法生成SPWM波由圖23可得，當(dāng)在三角波的頂點(diǎn)對(duì)稱軸位置時(shí)刻采樣時(shí)，則有 （27）當(dāng)在三角波的底點(diǎn)對(duì)稱軸位置時(shí)刻采樣時(shí)，則有 （28） 由三角形相似關(guān)系式得： （29）生成的SPWM波脈寬為 （210）由于每個(gè)載波周期采樣兩次，所以有 （211）式中，為偶數(shù)時(shí)代表頂點(diǎn)采樣，為奇數(shù)時(shí)代表底點(diǎn)采樣。通常保持載波頻率固定不變，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率變化時(shí)，載波比N是變化的。因此，在采用異步調(diào)制方式時(shí)，希望盡量提高載波頻率，以使在調(diào)制信號(hào)頻率較高時(shí)仍能保持較大的載波比，從而改善輸出特性。3 分段同步調(diào)制為了克服上述缺點(diǎn)，通常采用分段同步調(diào)制的方法，即把范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jīng)過變壓器變?yōu)?8v，變壓比為N=220/18=；再經(jīng)過整流橋與濾波電路變?yōu)橹绷麟妷海藭r(shí)的電壓還不可用，需經(jīng)過運(yùn)算放大器升壓到需要的350v直流電壓。對(duì)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(guān)管和二極管的選擇(1)開關(guān)管的選擇第17頁(yè)（共35頁(yè)）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) 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(fù)載電阻為 (7)周期為(8)則電容為 (9) L、C 濾波器的設(shè)計(jì)最低次諧波為2p1 次。不過這種驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)速度低，并且驅(qū)動(dòng)功率要受電流源和CMOS器件吸收容量的限制。MOSFET驅(qū)動(dòng)光耦合器 圖 利用光耦合器的隔離驅(qū)動(dòng)電路方案三：采用MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)控制專用集成電路IR2110。，其高端工作電壓可達(dá)500V。、關(guān)斷延遲小，分別為120ns 和94ns。再利用正弦函數(shù)的奇偶性，得到整個(gè)周期每個(gè)小區(qū)間的θm、Δtm、Dm的值。第22頁(yè)（共35頁(yè)） 軟件設(shè)計(jì)流程框圖圖 SPWM流程圖圖 單片機(jī)仿真圖 結(jié)果測(cè)試對(duì)所編的程序進(jìn)行仿真測(cè)試，檢驗(yàn)系統(tǒng)功能，經(jīng)過模擬測(cè)試，系統(tǒng)能達(dá)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(dá)到設(shè)計(jì)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(jīng)過運(yùn)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(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生SPWM波控制MOSFET管，輸入為220v，50Hz的正弦電壓。在拿到課題時(shí)，他耐心仔細(xì)的向我講述設(shè)計(jì)的原理及知識(shí)重點(diǎn)是什么，并一再表示有不懂得可以隨時(shí)去問他。在我遇到學(xué)術(shù)問題時(shí)，各位老師總能滿心的解決我的疑問。 陳慧 2011年6月第26頁(yè)（共35頁(yè)）附錄1附錄1：AT89C51的幾種封裝：9附錄1第28頁(yè)（共35頁(yè)）附錄2AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：第30頁(yè)（共35頁(yè)）附錄3附錄3程序代碼：include /*PWM周期及占空比設(shè)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(shè)置PWM周期，PWMMR0=3686=fosc/((PWMPR+1)*pwm頻率)PWMPCR = 0x3000。 // 設(shè)置PWM占空比，PWMMR5PWMLER = 0x31。 // 設(shè)置T0MR0匹配后復(fù)位T0TC，并產(chǎn)生中斷標(biāo)志 T0MR0 = CYCLE_DATA。 // 所有中斷通道設(shè)置為IRQ中斷 VICVectCntl0 = 0x24。 // 使能定時(shí)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(shè)置管腳連接GPIO pwm_int0()。}。while(1){。 // 設(shè)置管腳連接GPIO PINSEL1 = PINSEL1 amp。 /* 清除中斷標(biāo)志 */VICVectAddr = 0x00。360count1){n2=128sin[360count1]。amp。}if(count190amp。}if(count=360)count=0。270count){n1=128sin[count180]。amp。//////////////////////////////////////////if(count0 amp。 // 設(shè)置中斷服務(wù)程序地址 VICIntEnable = VICIntEnable amp。 T0TCR = 0x01。 // 定時(shí)器設(shè)置為0 T0PR = 0。 // 啟動(dòng)定時(shí)器，PWM使能 }/****************************************************PWM初始化****************************************************/void pwm_int1(void){ PWMMR4 = ((n2+1)*CYCLE_DATA)/(2*128)。 // 不分頻，計(jì)數(shù)頻率為FpclkPWMMCR = 0x02。void pwm_init0(void)。在我取得進(jìn)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(diǎn)點(diǎn)滴滴，酸甜苦辣！在本論文的設(shè)計(jì)中，由于受個(gè)人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力的限制，肯定存在不足之處，我懇請(qǐng)各位老師提出批評(píng)和指正。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，耐心的指導(dǎo)以及對(duì)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。在思考能力和解決問題能力方面也有所加強(qiáng)，這些將成為我今后工作和學(xué)習(xí)中不可或缺的經(jīng)驗(yàn)。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(shì)及現(xiàn)階段存在的問題，并提出了一些解決方法。這個(gè)表稱為SPWM函數(shù)表。（3）IR2110的外圍電路圖 IR2110的外圍結(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 控制流程 軟件部分 軟件設(shè)計(jì)思路—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(gè)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(gè)時(shí)間段中，矩形脈沖電壓作用時(shí)間Δtm對(duì)應(yīng)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(jī)的可靠性高、體積小，最高工作頻率可達(dá)40kHz，充分滿足題目要求。通過光耦合器將控制信號(hào)回路與驅(qū)動(dòng)會(huì)理隔離，使得輸出級(jí)設(shè)計(jì)電阻減少，從而解決了柵極驅(qū)動(dòng)源低阻抗匹配的問題。直接用CMOS器件驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)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(shù)為cos φ=1。電容耐壓值應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓最高、負(fù)載電流最小時(shí)的情況?？梢娔軡M足要求。同步調(diào)制比異步調(diào)制復(fù)雜，但用微機(jī)控制時(shí)容易實(shí)現(xiàn)。在同步調(diào)制方式中，變化時(shí)N不變，信號(hào)波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定。同時(shí)，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(jù)載波和信號(hào)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。不對(duì)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）