【正文】 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(gòu)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(shù)只注重如何通過恰當設計開關(guān)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(guān)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(guān)斷器件作為逆變器的開關(guān)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(guān)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(shù)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(guān)斷器件當中，IGBT以其開關(guān)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(shù)，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(shù)是一門綜合性的專業(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：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(shù)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(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)、開關(guān)電源技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種實用設計技術(shù)，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(guān)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(shù)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(shù)，目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中，實時反饋控制技術(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(gòu)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(shù)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(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(guān)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(shù)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(gòu)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(guān)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(guān)管和二極管的選擇(1)開關(guān)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(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(guān)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(gòu)：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(gòu)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(gòu)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(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(guān)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(shù)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、避免模擬信號的畸變失真、提高系統(tǒng)抗干擾能力、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)、也便于自診斷，容錯等技術(shù)的植入，同時也為電源的并聯(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(gòu)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(shù)只注重如何通過恰當設計開關(guān)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(guān)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(guān)斷器件作為