【正文】 i++) { setSCLK 。(0x80)) { setSID。 for(i=0。i4。 clrSCLK。 clrSCLK。 clrSCLK。 clrSCLK。 } else { clrSID。 clrSCLK。i5。 //基本指令操作 Delay(15)。 for(m=150。define clrSCLK PORTA amp。 xieru(p)。//PWM初始化 dutfactor0(47)。 //Lcd_WriteData(m/10000+0x30)。 //*查詢法確定等待是否轉(zhuǎn)換完成 addata0=ADCL。=~BIT(PA0)。 for(i=x。uint p。本文所完成的工作及總結(jié)如下：，使用Mega128L單片機和光耦組成的前級PWM控制電路、電壓反饋電路、前級輸出濾波器以及高頻變壓器。圖55~圖57所示為在示波器上觀察到的輸出電壓波形及其頻譜響應(yīng)圖，表51為系統(tǒng)在不同負載下的效率。從圖中可以看出PWM波形良好，僅有微小毛刺。其整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖415所示。本文選用的電阻R=47KΩ，電容C=22pF，則延遲時間t≈RC=1us。TLP250的內(nèi)部原理圖如圖410所示，設(shè)計的驅(qū)動電路圖如圖411所示。SD：關(guān)閉輸出引腳，當他，SWPM輸出關(guān)閉，逆變停止工作，如果不用該功能，可在其上連接一個10K的電阻到電源。實驗證明，輸出濾波器的輸出正弦波形良好，有效的抑制了高次諧波。開關(guān)頻率為人。圖47 型和型濾波器結(jié)構(gòu)由于型濾波器是最簡單的一種形式，所以它的應(yīng)用也最廣泛。(2)緩沖電阻Rs的計算MOSFET開通時，Cs通過Rs和MOSFET放電，Cs兩端電壓為：選擇合適的，使，則。IGBT斷態(tài)時可能承受高電壓但漏電流小，通態(tài)時可能承受大電流但管壓降小，而開通和關(guān)斷過程中IGBT可能同時承受高電壓、大過流以及較大的dv／dt、di／dt和過大瞬時功率。目前，在逆變電路中常用的開關(guān)管有：MOSFET、IGBT、GTO、GTR等。電感電流通過D2和D3給電源充電，此時的等效電路圖如圖45所示：圖45工作狀態(tài)三等效電路圖 DCAC電路參數(shù)計算前級DCDC推挽升壓變換器的輸出電壓為360V直流電，該電壓作為后級DCAC變換器的輸入電壓。為避免上下管開關(guān)管同時導(dǎo)通而發(fā)生短路，增加了PWM波的死區(qū)時間和驅(qū)動能力，實驗結(jié)果良好。為了在規(guī)定的輸入電壓范圍內(nèi)能夠達到輸出要求，變壓器的變比應(yīng)按最低輸入電壓選取。又設(shè)為變壓器的視在功率，則公式可以進一步表示為：式中除了AP單位為cm，其余物理量均為國際單位制。本論文采用鐵氧體磁性的高頻鏈變壓器。高頻鏈變壓器是裝置的核心部件，其性能的好壞直接決定了整個逆變器的性能承擔著隔離和傳輸功率的重任。圖33 T/C1模式PWM工作時序圖由以上可知，計數(shù)器計數(shù)上限TOP值的大小決定了PWM輸出頻率的高低，而比較寄存器的數(shù)值則決定了輸出脈沖的起始相位和脈寬。ATmega128L成為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。本文設(shè)計的輸出濾波器采電容濾波方案。而如果開關(guān)管采用的是MOSFET管，則這個問題就沒那么嚴重。第三章 逆變器前級DC/DC推挽升壓DCDC推挽升壓電路原理圖如圖31所示，可以看出主要由輸入推挽主電路、高頻變壓器、輸出整流電路和輸出濾波器五部分組成。目前采用較多的是正弦脈寬調(diào)制技術(shù)即SPWM控制技術(shù)。由于模擬法存在所需的元件較多、設(shè)計難度大、系統(tǒng)容易受外界因素影響等缺點，故本文將采用單片機編寫軟件的方法來生成SPWM波。過大的電流將會造成較大的損耗，影響整機的效率；而且，變壓器的原邊繞組也需要更粗的線徑，加大了變壓器繞線的難度。因為，全橋式變壓器開關(guān)電源四個開關(guān)器件分成兩組，工作時兩個開關(guān)器件互相串聯(lián)，關(guān)斷時，每個開關(guān)器件所承受的電壓，只有單個開關(guān)器件所承受電壓的一半。 DCDC變換器DCDC變換器電路拓撲結(jié)構(gòu)有很多種，最常用的有推挽式、半橋式和全橋式。該雙向電壓源高頻鏈逆變器具有以下特點：①只需要兩級功率變換(DCHFACLFAC)；②雙向傳輸功率(DCHFACLFAC和LFACHFACDC)；③若頻率變換器采用傳統(tǒng)的PWM技術(shù)，在換流時會出現(xiàn)電壓過沖現(xiàn)象。這一逆變技術(shù)是一名叫Espelage的德國學(xué)者在1977年首先提出來的，而在1980年，他將高頻鏈逆變器分為兩大類：電壓源（Buck Mode）和電流源(BuckBoost Mode)，由于本課題所研究的逆變器輸入源為電壓源，故在此只討論電壓源型逆變器。它的特點是擁有用于電氣隔離和給定電壓比的變壓器，其工作頻率等于輸出電壓頻率。第四章主要講的是逆變系統(tǒng)后級DCAC變換器的設(shè)計。如果采用模擬電路實現(xiàn)，則存在的主要缺點有：由于電路功能的實現(xiàn)均依靠硬件來完成，故所需的元件多，成本相對較高，電路設(shè)計難度大；容易受外界環(huán)境（如氣溫）所影響，調(diào)試不方便。在功率開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷的過程中，開關(guān)管兩端電壓不為零，流過開關(guān)管的電流也不為零，就必將產(chǎn)生開關(guān)損耗，這就是傳統(tǒng)的硬開關(guān)技術(shù)。第三代逆變電源采用實時反饋控制技術(shù)，它是針對第二代逆變電源對非線性負載適應(yīng)性不強及動態(tài)特性不好而提出來的控制技術(shù)。近來，燃料電池的發(fā)展方興未艾，超大功率DCAC變換器必將取代旋轉(zhuǎn)變流機。關(guān)鍵詞：高頻鏈逆變電源；高頻變壓器；SPWM；反饋控制；單片機Design of sinusoidal Inverter Power Supply Based on MicrocontrollerABSTRACTWith the continuing development of electronic technology, inverter power supplies are widely used. Analog Control Inverter technology has been developed for many years, but there are also some shortings, such as circuit plexity, weak antiinterference ability and so on. With the emergence of highperformance microprocessors, making the digital control of inverter bee a reality. Digital control technology can simplify the circuit and overe temperature drift. It is the development trend of power inverter. Response to this trend, in this thesis we designed a microcontrollerbased chain of high frequency sine wave inverter.The emergence and development of link invert technology is introduced in this paper first. While highlighting the application prospect of digital control technology in inverter, presented the main contents of this thesis. Analysis and pare the advantages and disadvantages of several representative inverter system structure and control strategy in the electrical way design part. We choose singlepole SPWM control unidirectional highfrequency link inverter which is easy to realize. Then the electrical way of whole system is determined. The principle of pushpull circuit structure is analysised in the design part of DCDC pushpull stepup. Then calculate the parameters of MOSFET, rectifier diode and output filter to select the appropriate devices. Design the isolated voltage feedback circuit based on the high frequency transformer design part, through formula calculated we can derivate the maximum power capacity of the core, firstclass turns ratio and winding specifications. In the part of DCAC, including hardware design and software design. In the hardware design, we described the principle of fullbridge DCAC inverter topology and design RCD Uptake buffer circuit, after class output filter, overcurrent protection circuit and voltage sample conditioning circuit. In part of software design, ATmega128 microcontroller is used to implement the control function in the inverter power supply so digital control both of the generation of SPWM signal and negative feedback control is realized.KEY WORD: MCU。對逆變器輸出波形質(zhì)量的要求主要包括兩個方面：一是穩(wěn)態(tài)精度高；二是動態(tài)性能好。因此，研究開發(fā)既簡單又具有優(yōu)良動、靜態(tài)性能的逆變器控制策略，已成為電力電子領(lǐng)域的研究熱點之一。 Inverter?，F(xiàn)代逆變技術(shù)是一門集半導(dǎo)體器件技術(shù)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)與一身的一門實用技術(shù)，基于這一門技術(shù)所設(shè)計的逆變電源可依照不同的標準可以分成許多種類。實時反饋控制技術(shù)是近年來的研究熱點，它是新型的電源控制技術(shù)，目前仍然在不斷地完善和發(fā)展中，實時反饋控制技術(shù)種類很多，常用的幾種主要有：PID控制；重復(fù)控制；諧波補償控制；無差拍控制；單一的電壓瞬時值反饋控制；帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時值反饋控制。軟開關(guān)技術(shù)就是在電路中加入電感、電容等構(gòu)成諧振電路，在功率開關(guān)管關(guān)斷后，諧振電感和電容發(fā)生諧振，使得電路中的電壓（或者電流）按正弦或準正弦的規(guī)律變化[4]，調(diào)節(jié)諧振電感和電容，令開關(guān)管導(dǎo)通時的電壓為零，關(guān)斷時的電流為零，從而實現(xiàn)零損耗開關(guān)。隨著大規(guī)模集成電路和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，基于微處理器（MCU）的數(shù)字控制器在逆變電源控制系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本章首先分析了全橋逆變電路的工作原理并計算主電路器件參數(shù)；然后，設(shè)計了后級濾波器、過流保護電路等； 第五章測試與分析逆變系統(tǒng)各關(guān)鍵點的工作波形并展示了樣機實物圖。在低頻鏈逆變器當中，按所采用的電路拓撲結(jié)構(gòu)又可以分為許多種類，其中，以全橋式工頻逆變器最為常用，其電路結(jié)構(gòu)圖如圖22所示：圖22全橋式工頻逆變器圖中，橋?qū)堑膬蓚€功率開關(guān)管為一組，即M1和M4為一組，M2和M3為一組。電壓源高額鏈逆變器按照功率的傳輸方向又可分為兩大類：單向型(Unidirectional Power Flow Mode)和雙向型(Bidirectional Power Flow Mode)。為了避免電壓過沖，需要采用緩沖電路或有源電壓鉗位電路，從而增加了電路的復(fù)雜性[7]。圖25推挽式DCDC變換器圖中兩個開關(guān)管輪流交替工作，其輸出電壓波形非常對稱，并且開關(guān)電源在整個工作周期之內(nèi)都向負載提供功率輸出，因此，其輸出電流瞬間響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好[8]。但由于因為兩組開關(guān)器件互相串聯(lián)，兩個開關(guān)器件接通時總的電壓降要比單個開關(guān)器件接通時的電壓降大一倍，因此電源利用率比推挽式要低一些，損耗也要大一些；另外，全橋式變換器中的四個開關(guān)器件連接沒有公共地，與驅(qū)動信號連接比較麻煩，增加了電路的復(fù)雜性。綜上所述，DCAC逆變器采用全橋式拓撲結(jié)構(gòu)。軟件法生成SPWM波主要有：自然采樣法、規(guī)則采樣法和直接法。SPWM正弦脈寬調(diào)制可分為雙極性調(diào)制方式、單極性調(diào)制方式和單極性倍頻調(diào)制方式。圖31推挽式升壓電路原理圖電路中兩個控制開關(guān)M1和M2輪流交替工作，將使變壓器的次級產(chǎn)生一個交流方波，因為MM2的導(dǎo)通時間一般是相同的，所以其電壓波形非常對稱，如果開關(guān)管的占空比都是50%的話，電源在整個工作周期之內(nèi)都向負載提供功率輸出，因此，其輸出電流的響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。首先，MOSFET沒有存儲時間，兩組柵極信號脈寬相等，兩個開關(guān)管導(dǎo)通時間相等；其次，MOSFET管導(dǎo)通壓降隨溫度升高而增加的特性特供了負