【正文】 s, IR2110 as drive chip, and the MOSFET using constant U/F control strategy。隨著電力電子技術的發(fā)展，逆變電源的應用越來越廣泛，它橫跨電力、電子、微處理器及自動控制等多學科領域，是目前電力電子產(chǎn)業(yè)和科研的熱點之一。2011年05月25日—05月31日：根據(jù)指導老師的修改意見修改設計，并根據(jù)標準的設計論文格式打印論文修改稿，交給指導老師評定。其中以第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便，逆變電源動態(tài)性能優(yōu)越和對負載的適應性強等優(yōu)點而被廣泛采用。第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，但由于它所采用的S P W M 控制技術只注重如何通過恰當設計開關模式來實現(xiàn)逆變器輸出頻譜的優(yōu)化，沒有考慮信號傳輸過程中開關點的變化及負載的影響，所以存在以下缺點：①對非線性負載的適應性不強。第二代逆變電源是采用自關斷器件作為逆變器的開關器件。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，穩(wěn)態(tài)精度高。能源的開發(fā)、資源的利用與環(huán)境保護相互協(xié)調(diào)的發(fā)展，是21世紀世界經(jīng)濟發(fā)展的基礎。) A。（2）第一，主電路的設計；第二，控制回路的設計。 （5）具有輸入欠壓保護功能，動作電壓Ud(th)=(25177。相應的應用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求， 因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標。逆變就是對電能進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。逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術飛速發(fā)展的20 世紀60 年代，到目前為止，它已經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。在自關斷器件當中，IGBT以其開關頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動功率小、模塊的電壓電流等級高等優(yōu)點已成為中小功率逆變器的首選器件。第三代逆變電源采用了實時反饋控制技術，使逆變電源的性能得到提高。計算機輔助設計：Proteus仿真軟件等。評審意見： 指導教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分長江大學畢業(yè)設計(論文)評閱教師評語學生姓名專業(yè)班級畢業(yè)論文(設計)題目評閱教師職 稱評閱日期評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。它采用MOSFET 作為功率器件，IR2110 作為MOSFET 的驅(qū)動芯片，并采用恒 U/F 的控制策略。好的逆變電源電壓輸出波形主要包括穩(wěn)態(tài)精度高, 動態(tài)性能好等方面。逆變電源技術是一門綜合性的專業(yè)技術，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：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?，F(xiàn)代逆變技術是研究現(xiàn)代逆變電路的理論和應用設計方法的學科，這門學科綜合了現(xiàn)代電力電子開關器件技術、現(xiàn)代功率變換技術、模擬和數(shù)字電子技術、PWM技術、開關電源技術和現(xiàn)代控制技術等多種實用設計技術，已被廣泛的用于工業(yè)和民用領域中的各種功率變換系統(tǒng)和裝置中。第一代逆變電源是采用晶閘管(SCR)作為逆變器的開關器件，稱為可控硅逆變電源。IGBT逆變電源已成為中小型逆變電源的主流。實時反饋控制技術是針對第二代逆變電源對非線性負載的適應性不強及動態(tài)特性不好的缺點提出來的，它是近十年來發(fā)展起來的新型電源控制技術，目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中，實時反饋控制技術的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須實現(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，構成一個較大容量的變頻電源。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設備的發(fā)展提供強有力的技術保證，這也將是現(xiàn)代電源發(fā)展的必然結(jié)果。 指導思想及技術要求逆變電源主電路選用單相全橋逆變電路，采用51單片機來實現(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。) A。這種電路僅適用于容性負載。uo含有各次諧波，如果想得到正弦波電壓，則可通過濾波器濾波獲得。t2時刻關斷的T1，同時給T2發(fā)出導通信號。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(cè)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。本設計的逆變電源是基于51單片機實現(xiàn)的，單片機可以實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制SPWM波。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。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(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。在實際應用中可以用模擬電路構成三角波載波和正弦調(diào)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。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。 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(shù)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。通常保持載波頻率固定不變，當調(diào)制信號頻率變化時，載波比N是變化的。3 分段同步調(diào)制為了克服上述缺點，通常采用分段同步調(diào)制的方法，即把范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持N恒定，不同頻段N不同。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。 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(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。MOSFET驅(qū)動光耦合器 圖 利用光耦合器的隔離驅(qū)動電路方案三：采用MOSFET柵極驅(qū)動控制專用集成電路IR2110。、關斷延遲小，分別為120ns 和94ns。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(jié)果測試對所編的程序進行仿真測試，檢驗系統(tǒng)功能，經(jīng)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。 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(nèi)部結(jié)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。 // 設置PWM周期，PWMMR0=3686=fosc/((PWMPR+1)*pwm頻率)PWMPCR = 0x3000。 // 設置T0MR0匹配后復位T0TC，并產(chǎn)生中斷標志 T0MR0 = CYCLE_DATA。 // 使能定時器0中斷 }void __irq IRQ_Timer0(void){ count++。}if(count=180amp。amp。}if(count1270amp。PINSEL0 = PINSEL0 amp。}。 // 設置管腳連接GPIO PINSEL1 = PINSEL1 amp。360count1){n2=128sin[360count1]。}if(count190amp。270count){n1=128sin[count180]。//////////////////////////////////////////if(count0 amp。 T0TCR = 0x01。 // 啟動定時器，PWM使能 }/****************************************************PWM初始化****************************************************/void pwm_int1(void){ PWMMR4 = ((n2+1)*CYCLE_DATA)/(2*128)。void pwm_init0(void)。他嚴謹?shù)闹螌W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。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(xiàn)階段存在的問題，并提出了一些解決方法。（3）IR2110的外圍電路圖 IR2110的外圍結(jié)構圖輸出單片機產(chǎn)生SPWMIR2110驅(qū)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(jù)正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的產(chǎn)生原理，設，將正弦函數(shù)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。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。直接用CMOS器件驅(qū)動電力MOSFET，它們可以共用一組電源。電容耐壓值應考慮電網(wǎng)電壓最高、負載電流最小時的情況。同步調(diào)制比異步調(diào)制復雜，但用微機控制時容易實現(xiàn)。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。不對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波如圖23所示。因為這兩個交點是對稱的，所以稱為規(guī)則采樣法。而模擬電路結(jié)構復雜，難以實現(xiàn)精確的控制。一、計算法是給出了逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，SPWM波形中各脈沖的寬度和時間間隔可以準確計算出來。這些脈沖寬度相等，都等于/N，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。 SPWM調(diào)制基本原理 SPWM法就是用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關器件的通斷,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。T1(T)4與T2(T3)的驅(qū)動信號互補，即T1和T4有驅(qū)動信號時，T2和T3無驅(qū)動信號，反之亦然，兩對橋臂各交替導通180176。不能立即改變方向，于是D2導通續(xù)流，u0=－Ud /2 。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容C1和C2，且滿足C1=C2。④按電流波形分，可分為正弦逆變電路和非正弦逆變電路。圖 典型的逆變電源主電路 逆變電路的選擇與方案論證：①按輸出電能的去向分，可分為有源逆變電路和無源逆變電路。（2）具有頻率跟蹤功能：當fREF在給定范圍內(nèi)變化時，使uF的頻率fF=fREF，相對偏差絕對值不大于1%。在閉環(huán)控制下，給定信號與反饋信號的時間差就體現(xiàn)為明顯的相位差，這種相位差與負載是相關的，這就給控制器的設計帶來了困難。 (4) 數(shù)字化現(xiàn)在數(shù)字信號處理技術日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模