【正文】 打印論文修改稿，交給指導(dǎo)老師評(píng)定。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。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(xiàn)性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)。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。因而高性能的變頻電源必須滿(mǎn)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。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)。) A。（2）第一，主電路的設(shè)計(jì)；第二，控制回路的設(shè)計(jì)。 （5）具有輸入欠壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Ud(th)=(25177。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)。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。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。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。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。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：Proteus仿真軟件等。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(zhuān)業(yè)班級(jí)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目評(píng)閱教師職 稱(chēng)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。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。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。逆變電源技術(shù)是一門(mén)綜合性的專(zhuān)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(hù)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。現(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(mén)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。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(chēng)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(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(xiàn)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。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(hù)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。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。 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。) A。這種電路僅適用于容性負(fù)載。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。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， 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。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。上述原理可以稱(chēng)之為面積等效原理，它是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。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。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(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)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(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法和不對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法，下面簡(jiǎn)述之。 對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法生成SPWM波（2）不對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法對(duì)稱(chēng)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。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。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。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。 開(kāi)關(guān)管和二極管的選擇(1)開(kāi)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(kāi)關(guān)管額定電流 (2)開(kāi)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。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(zhuān)用集成電路IR2110。、關(guān)斷延遲小，分別為120ns 和94ns。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(guò)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(wèn)他。 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。 // 設(shè)置PWM周期，PWMMR0=3686=fosc/((PWMPR+1)*pwm頻率)PWMPCR = 0x3000。 // 設(shè)置T0MR0匹配后復(fù)位T0TC，并產(chǎn)生中斷標(biāo)志 T0MR0 = CYCLE_DATA。 // 使能定時(shí)器0中斷 }void __irq IRQ_Timer0(void){ count++。}if(count=180amp。amp。}if(count1270amp。PINSEL0 = PINSEL0 amp。}。 // 設(shè)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(dòng)定時(shí)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(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。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(wèn)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(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。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(mǎn)足題目要求。直接用CMOS器件驅(qū)動(dòng)電力MOSFET，它們可以共用一組電源。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。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)。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。不對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法生成SPWM波如圖23所示。因?yàn)檫@兩個(gè)交點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)的，所以稱(chēng)為規(guī)則采樣法。而模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的控制。一、計(jì)算法是給出了逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)，SPWM波形中各脈沖的寬度和時(shí)間間隔可以準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。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(xiàn)，而是曲線(xiàn)，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(kāi)關(guān)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(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過(guò)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(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，即T1和T4有驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，T2和T3無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反之亦然，兩對(duì)橋臂各交替導(dǎo)通180176。不能立即改變方向，于是D2導(dǎo)通續(xù)流，u0=－Ud /2 。在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容C1和C2，且滿(mǎn)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(wú)源逆變電路。（2）具有頻率跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使uF的頻率fF=fREF，相對(duì)偏差絕對(duì)值不大于1%。在閉環(huán)控制下，給定信號(hào)與反饋信號(hào)的時(shí)間差就體現(xiàn)為明顯的相位差，這種相位差與負(fù)載是相關(guān)的，這就給控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。 (4) 數(shù)字化現(xiàn)在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、提高系統(tǒng)抗干擾能力、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)、也便于自診斷，容錯(cuò)等技術(shù)的植入，同時(shí)也為電源的并聯(lián)技術(shù)發(fā)展提供了方便。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。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(xiàn)性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)。第二代逆變電源是采用自關(guān)斷器件作為