【正文】 在此， 首先感謝我的導(dǎo)師對我的培養(yǎng)、悉心 指導(dǎo)和關(guān)心。經(jīng)過測試，可帶動負(fù)載為 300W 左右。調(diào)試時，采用 一個 12V 的蓄電池作為輸入，經(jīng)過示波器十倍衰減后觀察輸出的波形，正弦波很標(biāo)準(zhǔn)。由于單片機的引入，使得輸出的波形形狀得到了保證。i4。//得到數(shù)據(jù)的溢出位，進(jìn)行傳輸 sclk=1。j++)//傳輸后兩個字節(jié)， { for(i=0。//傳輸?shù)牡?8 位為 0 sclk=1。 //如果 1，則為數(shù)據(jù)，將 sid 置 1 else sid=0。//將時鐘線置 0 }//產(chǎn)生了一個下降沿，即為一個有效的時鐘脈沖 sid=0。//置 SID 為 1，前 5 個 1 為同步元字串 for(i=0。//延時 a=content。將這 24 位數(shù)據(jù)傳輸完成后，收發(fā)數(shù)據(jù)。第 8 位位元為固定的 0。首先傳輸 5 位全是 1 的同步位元字串，實現(xiàn)的功能是重置傳輸計數(shù)以及同步串行傳輸?？梢哉５妮斎霐?shù)據(jù)。//延時 wr_lcd (m,0x06)。 void init_lcd (void)//LCD 的初始化程序 { psb=0。在每次發(fā)送指令前，都要判斷忙碌標(biāo)志位。 (2)設(shè)定 CGRAM 即輸入要顯示的字符的 ASCII 碼。在程序編寫時，僅需根據(jù)指令集輸入對應(yīng)的指令便可實現(xiàn)對液晶屏顯示的控制。 //清空第四路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP3H=0X00。 //清空第二路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP1H=0X00。 //設(shè)置第三路 PWM 口 // 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 28 CCAPM3=0X42。 /*寄存器低 8 位置零 */ CH=0X00。 寄存 器定義的實現(xiàn)程序如下。 (6) 開 PCA 模塊中斷及總中斷。 (2) 16 位計數(shù) /定時器 CH、 CL 清 0。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 27 unsigned char code pwm[159]={0,4,8,13,17,21,25,29,34,38,42,46,50,54,59,63,67,71,75,79,83,86,90,94,98,102,105,109,113,116,120,123,127,130,134,137,140,143,147,150,153,156,159,161,164,167,170,172,175,177,179,182,184,186,188,190,192,194,196,198,199,201,203,204,205,207,208,209,210,211,212,213,213,214,214,215,215,216,216,216,216,216,216,215,215,214,214,213,213,212,211,210,209,208,207,205,204,203,201,199,198,196,194,192,190,188,186,184,182,179,177,175,172,170,167,164,161,159,156,153,150,147,143,140,137,134,130,127,123,120,116,113,109,105,102,98,94,90,86,83,79,75,71,67,63,59,54,50,46,42,38,34,29,25,21,17,13,8,4}。在中斷的服務(wù)程序中，將下一個 SPWM 波要求的脈沖寬度裝載到 CCAPOL 中。//占空比調(diào)整實現(xiàn)穩(wěn)壓 v_bat=ad(AD_BATTERY)*400/256。 //清 0 pwm_1=m*pwm[i]/216。 //計算寬度值 pwm2=(unsigned char)pwm_2。//轉(zhuǎn)換為 8 位數(shù)值 pwm2=0。 //裝入第四路脈沖寬度值 // k++。//使能定時器 CCAP0H=pwm0。 中 斷 入 口CF、 CCF1位 清 0CCAP1重 新 賦 值CH、 CL清 0中 斷 次 數(shù) 加 1中 斷 次 數(shù) 為 N？中 斷 次 數(shù) 清 0脈 寬 值 送 入 CCAP0HYN中 斷 返 回 圖 46 中斷服務(wù)程序流程圖 設(shè)計的中斷服務(wù)子程序如下。從而實現(xiàn)了在更新 PWM 時，不會產(chǎn)生干擾。 PWM 輸出模式的工作原理如下： 當(dāng)工作在 PWM 脈沖輸出模式時。兩個位的決定了 PCA 脈沖源輸入。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 24 表 41 PCA/PWM模塊管腳對應(yīng)表 管腳 第一功能 第二功能 15 PCA0/PWM0 9 PCA1/PWM1 26 PCA2/PWM2 10 PCA3/PWM3 STC12C5410AD 內(nèi)部的 PCA 模塊是一個 16 位的特殊功能的定時器，連接了四個捕獲 /比較模塊。編譯完成后，在軟件的下方狀態(tài)欄中可以查看該程序生成的 代碼大小。 選擇““ output”選項卡，將“ create HEX file”項打鉤，點確定。右擊左側(cè)目錄樹中的“ Source Group1”，在彈出的下拉菜單中選擇“ Add file to Group”，出現(xiàn)一個對話框，雙擊創(chuàng)建的 即可。將該程序文件保存在工程的目錄下。點擊 File 下的New 菜單，在軟件中彈 出一個新的文本輸入窗口。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 22 圖 42 選擇型號 我們不需要仿真的配置文件，因此，在彈出的是否添加仿真配置文件的對話框中，選擇“ NO”。如圖 41 所示 圖 41 新建工程 點擊保存按鈕后，需要選擇單片機型號。創(chuàng)建工程的步驟為，點擊Project 下的 New Project 菜單，彈出 一個對話框。創(chuàng)建的步驟如下。因此，對系統(tǒng)的軟件設(shè)計也很重要。設(shè)計的電路如圖 314 所示。 12832 液晶 模塊引腳定義如表基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 19 32 所示。 +C7110uFC72+C7047uFVIN1GND2VOU3U67805+5VC73+C7410uFGND+12V 313 直流 5V電源原理圖 顯示 與報警 模塊 液晶顯示 本設(shè)計采用的液晶顯示是 12832 液晶模塊。 7805 包含三條引腳，分別是輸入、輸出端和接地端。設(shè)計的電路如圖 312 所示。 O11IN12IP13VCC4IN25IP26O27O38IN39IP310GND11IN412IP413O414LM32422KR6022KR61+12VR+5VGND+5VR6212KR63GNDD25IN4148SHUT 200KR64D26IN4148+12VR18kR65BUZ 圖 311 輸入電壓保護(hù)電路原理圖 輸出保護(hù) 輸出保護(hù)的設(shè)計采用的是從開關(guān)管的輸出部分取樣，反饋到一個 LM393 組成的電壓比較器，一路送入單片機的 AD 端，經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換后修正輸出。 輸入電壓保護(hù)采用一個 LM324 運放組成的電壓比較器。后級負(fù)載正常工作。因此，設(shè)計了一 避免 反接電路。當(dāng)溫度過高時， SG3525 停止工作。當(dāng)金屬片感知溫度超過 40 攝氏度時，兩個金屬片粘合，相當(dāng)于開關(guān)閉合，此時風(fēng)扇開始工作 。散熱風(fēng)扇的控制采用的是熱保護(hù)器 KSD9700。 保護(hù)模塊 溫度保護(hù) 設(shè)計的電路如圖 39 所示。采用 的線在磁環(huán)上繞 90 圈左右，使用的線長在 米左右。設(shè)計了一個 LC 濾波電路。設(shè)計的電路如圖 37所示。 開關(guān) 電路 的設(shè)計 本次設(shè)計中開關(guān)管的輸入電壓在 400V左右，輸出功率在 300W 以上。 自舉二極管是組成自舉電路的重要的自舉器件，主要作用是阻斷直流干線上的高壓。自舉電容充電時，兩端的壓降在 。 C2 C2 C30 和C31 為芯片電源的濾波電容。開通、關(guān)斷的延遲只有 120ns 和 94ns。 低端和高端輸入通道相互獨立，互不干擾。比如占空比不能超過 49%，能傳輸?shù)男盘?和 寬度 都較小 。光耦 的 優(yōu)點是體積小，結(jié)構(gòu)簡單 ， 缺點是傳輸速度較慢。詳細(xì)介紹如下。因此，該模塊電路可以分為三部分。是整個逆變電源的靈魂 ， 起主導(dǎo)地位。 PWM 產(chǎn)生電路產(chǎn)生的兩路 PWM 波 P1 和 P2 后 ，經(jīng)過開關(guān)管的調(diào)制為交流電后，經(jīng)過高頻變壓器，輸出高頻高壓，經(jīng)過四個二極管來整流。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 12 輸出整流電路的設(shè)計 輸出整流采用的是快速二極管 SBYV26C 組成的橋式整流電路。 (3) 另外 1/2 的次級繞組 按照步驟 1 的方法，采用同樣的繞向繞完剩下的 1/2。兩根線的長度約 37 厘米。繞制示意圖如圖 34 所示。 (1) 先繞 1/2 次級繞組（ 高壓部分 ） 使用高溫膠帶在磁芯的骨架上粘一圈，可以防止導(dǎo)線打滑。 NP=(VI/2)*10/(4*f*Bm*Ae)=(310/2) *10/(4*80000**)= NP 取整數(shù) 10 匝。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 11 (1)功 率容量 EE55 的心柱截面積 Ae 為 平方厘米。磁通變化范圍較大，可以從 Bm到 +Bm。因此將PWM 產(chǎn)生電路單獨設(shè)計，通過插接方式來連接。鋸齒波可以保證 VT1 和 VT2 不會同時導(dǎo)通，控制了死區(qū)時間。輸出一個方波，該方波的寬度隨著誤差放大器的輸出電壓高低而改變。振蕩器 的頻率的計算公式如下。 芯片的 5 腳、 6 腳、 7 腳內(nèi)的電路 組成了 SG3525 內(nèi)部振蕩器 。第 三部分是輸出電壓的整流。將該電壓經(jīng)過整流后輸出一個 400V左右的高壓直流電，該電壓供給下一級使用。集成了 8 路的高速 10位 AD 轉(zhuǎn) 換模塊，利用這些模塊可以轉(zhuǎn)換出反饋的交流電壓和電流。 每個 IO 口、電源引腳、晶振引腳、復(fù)位引腳都經(jīng)過特殊的處理，對 VCC 和 GND加入了二極管箝位保護(hù)，可以有效的防止干擾經(jīng)過這些接口進(jìn)入到單片機內(nèi)部。 初 始 化SPWM產(chǎn) 生輸 出 模 塊反 饋 網(wǎng) 絡(luò)顯 示 部 分 圖 28 系統(tǒng)程序流程圖 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 8 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 主控制器 本次設(shè)計采用的主控制器是單片機 STC12C5410AD。發(fā)光二極管用于指示電源的工作狀態(tài)，保護(hù) 狀態(tài)的 提示等。負(fù)載功率過高時，停止逆變轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入電壓過高時，切斷輸入，防止燒壞芯片。 DCAC 模塊是利用 主控制器 產(chǎn)生的 SPWM 純正弦波 調(diào)制 到 DCDC 電路產(chǎn)生的400V直流上，最終將這個直流電轉(zhuǎn)換成 220V， 50Hz 的的交流電。 主要實現(xiàn)的功能是 根據(jù)反饋輸出電壓、電流輸出到液晶顯示上顯示。 本設(shè)計是基于單片機的正弦波輸出逆變 電源，根據(jù)實現(xiàn)功能和逆變電源的轉(zhuǎn)換流程。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 6 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 逆變電源實現(xiàn)直流電 轉(zhuǎn)換 為 交流電 的過程可以分為三個步驟。 這兩 種調(diào)制方式中，雙極性調(diào)制的實現(xiàn)簡單，缺點是四個開關(guān)管都處在高頻的工作狀態(tài)，開關(guān)的損耗較大，電路可靠性降價。在 ur uc時 ，開關(guān)管 V1和 V4的狀態(tài)為通， 開關(guān)管 V2和 V3狀態(tài)為斷。 uof表示 uo的基波分量。此時的 uo=－ud。 在 波形 ur的負(fù)半周， V1的狀態(tài)為 斷， V2的狀態(tài)為通。 在波形 ur的正半周， V1的狀態(tài)為通， V2的狀態(tài)為斷。典型的 SPWM 調(diào)制方式有 如下兩 種 。 在任何時刻，左右兩個橋臂的上下兩個開關(guān)器件不可以同時打開，否則輸入電源將短路。 圖 23 S S3閉合時的電流方向和波形 當(dāng)開關(guān)開始和閉合的速 度很快時，負(fù)載兩端的電壓便形成了一個交流電的過程。 圖 22 S S4閉合時的電流方向和波形 當(dāng)圖中的 S S3 閉合， S S4 斷開時。 圖 21 逆變電源工作模型 當(dāng)圖中的 S S4 閉合， S S3 斷開時。因此針對單片機來作為逆變電源主控制芯片 來研究成為當(dāng)今的熱點。 目前逆變電源的設(shè)計多采用純硬件設(shè)計的分立式元件組成的結(jié)構(gòu)。太陽能發(fā)光是將光能轉(zhuǎn)換為電能存儲在蓄電池中。如無輸入低壓保護(hù)，超額使用后，導(dǎo)致汽車無法啟動。成本較高。其輸出波形為諧波含量很小的正弦波。輸出波形是將多個方波疊加而成的修正正弦波。 不足的是 變壓器和濾波器的體積、重量較大，工作的噪音較大。得益于微電子元件的精密程度，逆變電源的輸出的穩(wěn)定性，波形的精確度等都得到 了 保證。 進(jìn)入八十年代以后，電子元件的種類也越來越多，誕生了功率場效應(yīng)管、 MOS 管、可關(guān)斷晶閘管、電力用晶體管、絕緣柵極晶體管等類型的功率型器件。 到二十世紀(jì)六、七十年代，晶閘管的問世使得逆變電源的技術(shù)得到了發(fā)展。隨著光伏發(fā)光的推廣，汽車 和車載電器 數(shù)量的增加， UPS 的廣泛應(yīng)用，逆變電源的應(yīng)用場合也越來越多，成了電力電子技術(shù)中不可缺少的部件。采用了一個蜂鳴器，當(dāng)產(chǎn)生錯誤時，發(fā)