【正文】 PNff OIclkO C nx P F C P W M ??? 2 /_ 變量 N 代表分頻因子 ( 6 256 或 1024)。測(cè)試結(jié)果見表 62 表 62 輸入頻率測(cè)試結(jié)果（ 在輸入電壓為 20V的情況下） 從上面兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù)，我們可以看到，在輸入電壓為 20V，輸入頻率為 50HZ的情況下，系統(tǒng)的輸出波形與我們想得到的結(jié)果非常接近。但其中還存在著一些缺陷，比如：如果給 IGBT加的電壓過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致 IGBT發(fā)燙，如果這種情況發(fā)生，則在本系統(tǒng)中無(wú)法處理。是實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)踐，實(shí)踐推動(dòng)理論創(chuàng)新的正確方法。 DDRB = 0x0。 timers_init()。 sbi(DDRD, 4)。 OCR2 = 0x00。 OCR1A=Sin_Zheng[i]。 sbi(PORTD,GAO)。 } if(i==128) { cbi(PORTD,DI)。 //}}WIZARD_MAP(Timers) } ISR(SIG_OVERFLOW1) { // TODO: Add your code here OCR1A=Sin_Zheng[i]。 TCNT1 = 0x0000。 void timers_init(void) { //{{WIZARD_MAP(Timers) // Timer/Counter0 Clock source: System Clock // Timer/Counter0 Clock value: Stopped // Timer/Counter0 Mode: Normal // Timer/Counter0 Output: Disconnected OCR0 = 0x00。 DDRD = 0x0c。真誠(chéng)的向尊敬的導(dǎo)師致以崇高的敬意 ! 本人的論文得以完成，與所有的授課老師以及全體同學(xué)的啟發(fā)和幫助是密不可分的，在此向他們表示衷心的謝意！ 特別要感謝我的家人對(duì)我學(xué)習(xí)期間的理解、支持與鼓勵(lì) ! 計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異地飛速發(fā)展，人們總是處在不斷學(xué)習(xí)階段，再加上作者水平有限，所以本文肯定存在不少錯(cuò)誤和不盡如人意之處，歡迎廣大老師和同學(xué)批評(píng)指正，在此深 表感謝。華東交通大學(xué)學(xué)報(bào) [J]， 1999年， 16（ 3）， 23 [6]浣喜明，姚為正，電力電子技術(shù) [M]，北京：高等教育出版社， 2020年， 104110 [7]周志敏，周紀(jì)海，開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M]，北京：人民郵電出版社， 2020年 8月， 162181 [8]陳永真，孟麗囡，高效率開關(guān)電源設(shè)計(jì)與制作 [M]， 北京：中國(guó)電力出版社， 2020年，124130 [9]陳國(guó)呈， PWM逆變技術(shù)及應(yīng)用 [M]，北京：中國(guó)電力出版社， 2020年 7月， 2540 [10]劉鳳君，多電平逆變技術(shù)及其應(yīng)用 [M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020年 4月， 202264 [11]Jai ， Power Electronic Systems Theory and Design[J]， BeiJing： Tsinghua University Press,2020（ 8）， 34 [12]王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù) [M].北京 :機(jī) 械工業(yè)出版社 ,2020年， 150156 [13]Dudi A. Rendusara. An improved inverter output filter configuration reduces mon and differential modes dv/dt at the motor terminals in PWM drive systems[J]. IEEE Trans. on Power Electronics, 1998 年 , 13(6)， 1135 1143 [14]查閱 網(wǎng)站中的相關(guān)內(nèi)容 [15]AVR單片機(jī)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè) [16]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 [M].湖北：華中科技大學(xué)出版社， 2020年， 210217 21 結(jié)束語(yǔ) 在幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)室生活中，我們學(xué)會(huì)了很多書本上學(xué)不到的東西。 輸入頻率 IGBT發(fā)熱情況 二極管狀態(tài) 輸出波形 輸出頻率 1HZ 發(fā)燙 燒壞 方波 1HZ 2HZ 發(fā)燙 燒壞 方波 2HZ 10HZ 發(fā)熱 發(fā)熱 鋸齒波 10HZ 20HZ 正常 正常 鋸齒波 20HZ 50HZ 正常 正常 正弦波 50HZ 18 圖 62 輸出波形 其他參數(shù)的測(cè)試與分析 對(duì)系統(tǒng)其余的部分檢測(cè)也同樣分別輸入不同的電壓以及不同的頻率進(jìn)行了測(cè)試。如果 OCR1A 用來(lái)定義 TOP 值 (WGM13:0= 9) 且 COM1A1:0 = 1， OC1A 輸出占空比為 50% 的周期信號(hào)。 圖 53 相位與頻率修正 PWM模式的時(shí)序圖 16 工作于相頻修正 PWM 模式時(shí)，比較單元可以在 OC1x 引腳上輸出 PWM 波形。 PWM 分辨率位數(shù)可用下式計(jì)算： )2lo g ( )1lo g ( ?? TO PR P F C P W M 圖 52 PWM波形流程圖 工作于相頻修正 PWM模式時(shí)，計(jì)數(shù)器的數(shù)值一直累加到 ICR1 (WGM13:0 = 8) 或OCR1A(WGM13:0 = 9)，然后改變計(jì)數(shù)方向。 初始化完成后，則單片機(jī)就開始采集數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)是脈沖數(shù)據(jù)，從單片機(jī)端口輸出也就是產(chǎn)生正弦波的載波信號(hào)。內(nèi)部上拉電阻的使用在鍵盤掃描的時(shí)候還要說(shuō)到。當(dāng)單片機(jī)上電時(shí)，首先要對(duì)單片機(jī)的端口進(jìn)行初始化，ATMEGA16單片機(jī)與 51單片機(jī)不同， AVR端口是真正的雙向端口，不像 51偽雙向。 這樣就創(chuàng)建好了一個(gè)工程項(xiàng)目。這次我采用的是 AVR STUDIO 4進(jìn)行本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。電感作用是抑制變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)；電容為變頻器產(chǎn)生的高次諧波提供旁路；電阻則起阻尼作用，防止或抑制諧振的產(chǎn)生。具體的控制規(guī)律如下：在輸出電壓 0u 的正半周，讓 S1保持通態(tài)， S2保持?jǐn)鄳B(tài)， S3和 S4交替通斷。反向偏壓應(yīng)該在－ 5～－ 15V之間。 9 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) TLP250驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 典型的 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路如圖 41所示。 PWM控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波或者其他所需要的波形。 下面，我們討論一下單相全橋電壓型逆變電路。 [11] S1 S2i V1V2V3V4V D 1V D 2V D 3V D 4R LC+Ud 圖 32 換流 圖 33 單相全橋電壓型逆變電路 單相電壓型逆變電路 逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源的性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路；直流側(cè)是電流源的稱為電流型逆變電路。由電網(wǎng)提供換流電壓稱為電網(wǎng)換流。 [10] 電力器件的換流方式 圖 32 中， S S2 表示由兩個(gè)電力半導(dǎo)體器件組成的導(dǎo)電臂，電流從一個(gè)臂向另一個(gè)臂轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱 為換流（或換相）。 S1S2RS3S4IoUo+ Ud (a) (b) 圖 31 逆變電路及其波形舉例 當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，負(fù)載電流 i0和電壓 u0的波形形狀相同，相位也相同。這種保護(hù)方案要求保護(hù)電路在 1－ 2us內(nèi)響應(yīng)。 關(guān)斷：柵、射極間施加反壓或不加信號(hào)時(shí)， MOSFET 內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷， IGBT關(guān)斷。電流繼續(xù)流動(dòng)，直到輸出側(cè)停止供給電流。最終構(gòu)成了完整的一個(gè)系統(tǒng)，如圖 21系統(tǒng)整體框圖所示。 因此，對(duì) IGBT的保護(hù)我們也討論了兩種方案： 方案一：專門設(shè)計(jì)一電路用于保護(hù) IGBT。 3）要求控制電路和檢測(cè)電路對(duì)于電流信號(hào)的響應(yīng) 要快，一般由過(guò)電流發(fā)生到 IGBT可靠關(guān)斷應(yīng)在 10μ s以內(nèi)完成。 方案一：采用三菱驅(qū)動(dòng)模塊 M57962L。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制。 [2] 基于 IGBT的 DCAC變換器的研究目的及意義 為了解決直流電能夠在任何時(shí)間及地點(diǎn)都可以轉(zhuǎn)換成交流電，能夠及時(shí)應(yīng)用于一些家電等使用交流電的儀器設(shè)備中，此變換器主要采用以 IGBT作為主要轉(zhuǎn)換元器件并采用 PWM技術(shù)提高變換器的效率，從而產(chǎn)生更加好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。采用逆變技術(shù)，可使所設(shè)計(jì)的電源具有許多方面的優(yōu)越性： ，我們可以控制逆變電路的工作頻率和輸出時(shí)間的比例，從而使輸出電壓或電流的頻率和幅值按照人們的意愿或設(shè)備工作的要求來(lái)靈活地變化。在設(shè)計(jì)中，我們采用 PWM逆變控制技術(shù)，單片機(jī) ATMEGA16輸出 PWM波，經(jīng) TLP250驅(qū)動(dòng)模塊去驅(qū)動(dòng) IGBT為開關(guān)單元的單相電壓逆變電路。特別是不斷出現(xiàn)的各種智能化儀器儀表、個(gè)人電腦等家用電器 ,對(duì)電源質(zhì)量的要求越來(lái)越高 ,這就需要研制一種高性能的交流電源。 ，由于逆變器工作頻率高、控制速度快，對(duì)保護(hù)信號(hào)反應(yīng)快，從而增加了系統(tǒng)的可靠性。設(shè)計(jì)電路并分析其可行性，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所涉及的變換器系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。 AVR與其他單片機(jī)相比也同樣具有單片 機(jī)的一般特點(diǎn)，如功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且它還具有使用普遍，內(nèi)部資源豐富，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)低廉的優(yōu)點(diǎn)。該芯片用來(lái)驅(qū)動(dòng) IGBT模塊時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，使用方便，一致性和穩(wěn)定性較好。 IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷是由柵極電壓 UGE來(lái)控制的，當(dāng) UGE大于開啟電壓 UGE(th)時(shí) IGBT導(dǎo)通，當(dāng)柵極和發(fā)射極間施加反向或不加信號(hào)時(shí)， IGBT被關(guān)斷。一般負(fù)偏置電壓選一 5V為宜。在電機(jī)控制、中頻電源、各種開關(guān)電源以及其他高速低損耗的中小功率領(lǐng)域， IGBT 有取代 GTR 和 VDMOS的趨勢(shì)。 IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與功率 MOSFET基本相同，為場(chǎng)控器件，通斷由柵射極電壓 UGE決定。通常的做法是： ①切斷柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)開關(guān) S S4閉合， S S3斷開時(shí)，負(fù)載電壓 u0為正；當(dāng)開關(guān) S S4斷開， S S3 閉合時(shí)， u0為負(fù)，其波形如圖 31(b)所示。這時(shí)負(fù)載電流從直流電源負(fù)極流出，經(jīng) S負(fù)載和 S3流回正極，負(fù)載電感中儲(chǔ)存的能量向直流電源反饋，負(fù)載電流逐漸減小，到 t2時(shí)刻降為零，之后 i0才反向并逐漸增大。 一般來(lái)說(shuō)，換流方式可分為以下幾種： (1)器件換流。設(shè)置附加的換流電路，由換流電路內(nèi)的電容提供換流電壓，稱為脈沖換流，有時(shí)也稱為強(qiáng)迫換流或電容換流。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同?？梢钥闯?，該 PWM波形的脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化，稱為 SPWM波形。希望輸出的信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的三角波稱為載波。在任何情況下，開通時(shí)的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，應(yīng)該在 12～ 20V之間。 3）柵極驅(qū)動(dòng)功率 IGBT要消耗來(lái)自柵極電源的功率，其功率受柵極驅(qū)動(dòng)負(fù)、正 偏置電壓的差值Δ UGE、柵極總電荷 QG 和工作頻率 fs的影響。同樣，在 0u 的負(fù)半周，讓 S2 保持通態(tài)， S1保持?jǐn)鄳B(tài)， S1和 S4交替通斷，負(fù)載電壓 0u 可以得到 E? 和零兩種電平。以上各量可由下式求得 ? ?)13()(33)12()/()11()/(1............122212........................................................................................................................2RULUCRIPILLIULCUcf c o H Rffo n H Rmn HRo n H Rn HR???????????????????????? 式中 UonHR為濾波前變頻器輸出電壓 n次諧波含有率； IonHR為濾波前變頻器輸出電流 n次諧波含有率； UfcoHR為濾波前載波頻率附近電壓諧波含有率。我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目，點(diǎn)擊“ Create New Project”按鈕。但在設(shè)置過(guò)程中要小心謹(jǐn)慎，以免鎖死單片機(jī)。 PORTn：從 引腳輸出信號(hào)，當(dāng) DDRn為 1時(shí)，可以通過(guò) PORTn＝ x等端口操作語(yǔ)句給引腳輸出賦值。不推薦直接將未用引腳與 VCC 或 GND 連接，因?yàn)檫@樣可能會(huì)在引腳偶然作為輸出時(shí)出現(xiàn)沖擊電流。本系統(tǒng)采用相位與頻率修正 PWM模式。方框圖同時(shí)包含了普通的 PWM輸出以及反向 PWM 輸出。 OCR1x寄存器處于極值時(shí)說(shuō)明了相頻修