【正文】 el的AT89C51即可。如圖41所示。將該工程保存在新建的文件夾中。創(chuàng)建工程的步驟為，點(diǎn)擊Project下的New Project菜單，彈出一個(gè)對(duì)話框。新建文件夾完成后啟動(dòng)Keil uVision3軟件。創(chuàng)建的步驟如下。本次設(shè)計(jì)采用Keil uVision3軟件，由于Keil uVision3的庫(kù)中并不包含STC系列的單片機(jī)，但STC與51系列單片機(jī)的內(nèi)核相同。因此，對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也很重要。圖314 蜂鳴器電路原理圖硬件是一個(gè)設(shè)計(jì)的身體，而軟件則是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂。設(shè)計(jì)的電路如圖313所示。當(dāng)PSB引腳連接低電平時(shí)，液晶進(jìn)入串行工作模式。12832液晶模塊引腳定義如表32所示。矩陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括行驅(qū)動(dòng)器，列驅(qū)動(dòng)器，偏壓電路，電源等電路。313 直流5V電源原理圖本設(shè)計(jì)采用的液晶顯示是12832液晶模塊。芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了過(guò)流、過(guò)熱的保護(hù)電路。7805包含三條引腳，分別是輸入、輸出端和接地端。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流5V的產(chǎn)生電路，作為芯片的電源使用。設(shè)計(jì)的電路如圖313所示。當(dāng)IR2110S的SD端接收到信號(hào)后，停止驅(qū)動(dòng)隔離，則不再輸出SPWM波形。圖312 輸入電壓保護(hù)電路原理圖輸出保護(hù)的設(shè)計(jì)采用的是從開(kāi)關(guān)管的輸出部分取樣，反饋到一個(gè)LM393組成的電壓比較器，一路送入單片機(jī)的AD端，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后修正輸出。同時(shí)，輸出一個(gè)信號(hào)控制蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警。輸入電壓保護(hù)采用一個(gè)LM324運(yùn)放組成的電壓比較器。電路中Ri1與電容Ci1為緩沖電路，防止上電瞬間電壓過(guò)高損壞MOS管。后級(jí)負(fù)載正常工作。設(shè)計(jì)的電路如圖311所示。因此，設(shè)計(jì)了一防反接電路。三是防止輸入電壓過(guò)高。一是防止輸入反接。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，SG3525停止工作。圖310 散熱風(fēng)扇電路設(shè)計(jì)DCDC模塊的溫度補(bǔ)償傳感器采用NTC熱敏電阻。當(dāng)溫度恢復(fù)正常時(shí)，兩個(gè)金屬片又重新斷開(kāi)。風(fēng)扇不工作。KSD9700是由兩片不同材料的金屬片組成的。另一個(gè)是作為DCDC模塊的溫度補(bǔ)償模塊，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，停止前級(jí)DCDC的轉(zhuǎn)換。 保護(hù)模塊 溫度保護(hù)本設(shè)計(jì)有兩路溫度控制電路。繞制時(shí)分兩層，第一層為45圈，內(nèi)圈的線緊密繞制，外圈線的每圈留有一個(gè)空隙。磁環(huán)為直徑40MM的鐵硅鋁材料制作。電路原理圖如圖39所示。 LC濾波電路設(shè)計(jì)為了濾除開(kāi)關(guān)管輸出的交流電中高頻成分，以及增強(qiáng)電源的EMI特性。圖38 開(kāi)關(guān)電路原理圖開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)為IR2110S隔離后的SPWM正弦波，輸入電壓為400V左右的直流電，經(jīng)過(guò)SPWM波形調(diào)制后，輸出220V，50Hz的正弦波交流電。IRF840的最大漏源電壓在500V，漏極電流為8A左右，足以滿足本次設(shè)計(jì)的要求。因此必須使用功率足夠的功率開(kāi)關(guān)管。該二極管擁有較小的反向漏電流，可以有效的減小電荷損失。自舉二極管所需承受的電流是柵極電荷與開(kāi)關(guān)頻率之積。經(jīng)過(guò)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)的自舉電容為100uf/35V。開(kāi)關(guān)管柵極泄漏壓降約有1/2左右。開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通后，自舉電容兩端的電壓為10V。C2C29為自舉電容，DD21為自舉二極管。圖37 驅(qū)動(dòng)隔離原理圖單片機(jī)輸出的四路SPWM波輸入到IR2110S的HIN和LIN。圖36 IR2110S內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖IR2110S的管腳如表31所示。開(kāi)通、關(guān)斷的延遲只有120ns和94ns。邏輯電源電壓范圍在5到15V，因此可以與單片機(jī)的TTL電平匹配。低端和高端輸入通道相互獨(dú)立，互不干擾。IR2110S是美國(guó)IR公司生產(chǎn)的封裝為SO16的芯片，兼有體積小和速度快兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。比如占空比不能超過(guò)50%，能傳輸?shù)男盘?hào)最小寬度較小。它的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)的速度快，比光電隔離擁有較強(qiáng)的共模抑制比。光耦的優(yōu)點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是傳輸速度較慢。常用隔離驅(qū)動(dòng)有兩種方式，一種是光電隔離，一種是電磁驅(qū)動(dòng)。單片機(jī)直接輸出的功率較小，而且容易受到后級(jí)功率型開(kāi)關(guān)器件的干擾，從而引發(fā)災(zāi)難性的后果。第三部分是對(duì)開(kāi)關(guān)管的輸出的波形進(jìn)行濾波。第一部分是驅(qū)動(dòng)單片機(jī)產(chǎn)生的SPWM波形。然后通過(guò)LC濾波電路濾除其它雜波，使輸出波形更加完美。逆變電源的性能很大程序取決于該模塊的性能。因此，該模塊是是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的組成部分。設(shè)計(jì)的電路如圖35所示。供給下一級(jí)使用。輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)100uf/400V的電容濾波處理。并將線頭去漆上錫。采用高溫膠帶包三層左右。相當(dāng)于10匝。采用同樣方法，繞第二層。在空隙處用另5根線繞兩圈，如藍(lán)線。圖34 繞制示意圖，如圖中紅色。(2) 初級(jí)繞組(低壓部分)低壓繞組分兩層。可以繞一層為準(zhǔn)。繞制步驟為。(3)副邊繞組匝數(shù)根據(jù)原副邊繞組匝數(shù)比公式NP /NS=VIN MIN/(2XVOP)，可以計(jì)算出原副邊繞組的匝數(shù)比為1：6。(2)原邊繞組匝數(shù)原邊繞組匝數(shù)NP的計(jì)算公式如下。 平方厘米。關(guān)于變壓器的參數(shù)計(jì)算，主要有以下幾項(xiàng)。因此，它屬于對(duì)稱式變壓器。高頻變壓器磁化特性曲線工作在第一和第三象限。設(shè)計(jì)的部分電路如圖33所示。由于PWM產(chǎn)生電路屬于高頻電路，與后級(jí)電路存在相互干擾的可能性。VT1和VT2輸出PWM波，其相位差180176。產(chǎn)生的PWM脈沖送至放大管VTVT2的基極。該方波脈沖送入或非門其中一個(gè)輸入端，另兩個(gè)輸入端為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和振蕩鋸齒波。比較器根據(jù)輸入的鋸齒波和誤差放大器的輸出進(jìn)行比較。f=振蕩器的產(chǎn)生的輸出分為兩路，一路送入雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出方式為時(shí)鐘脈沖的形式；另一路送至入比較器的同相輸入端，輸入方式為以鋸齒波的形式。5腳外接電容CT，6腳外接電阻RT。這三個(gè)引腳內(nèi)部的比較器和電容充放電電路加上外接的電阻電容電路便可組成振蕩器。圖32 SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖芯片的1腳為反相輸入端，2腳為同相的輸入端，這兩個(gè)管腳連接的是芯片內(nèi)直流開(kāi)環(huán)增益為70db的兩級(jí)差分誤差放大器。 PWM脈沖產(chǎn)生電路本次設(shè)計(jì)PWM脈沖產(chǎn)生采用的芯片是定頻PWM芯片SG3525。第二部分是變壓器的設(shè)計(jì)。根據(jù)該模塊的功能，可以將該模塊分為三個(gè)部分來(lái)設(shè)計(jì)。該電壓輸入到高頻變壓器的低壓端，變壓器的高壓端輸出一個(gè)400V左右的交流電。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖31所示。集成了4路可編程的PWM模塊電路，使得通過(guò)編程來(lái)產(chǎn)生SPWM波形，最終調(diào)制出50Hz的交流電。自帶看門狗電路，無(wú)需外置看門狗芯片，減小系統(tǒng)的體積和成本。擁有高速運(yùn)算、超低功耗、超強(qiáng)抗干擾的性能。STC12C5410AD是宏晶公司生產(chǎn)的單時(shí)鐘單片機(jī)，指令與8051系列完全兼容，但速度卻快了近10倍。程序流程圖如圖所示。蜂鳴器是當(dāng)發(fā)生短路、過(guò)載、輸入過(guò)低或過(guò)高時(shí)發(fā)出蜂鳴聲告知用戶。液晶屏可以顯示輸出的電壓，電流，頻率等信息。顯示與告警模塊有三部分。當(dāng)短路恢復(fù)后，自動(dòng)恢復(fù)逆變轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入正負(fù)接反時(shí)，切斷電源輸入，保護(hù)后級(jí)電路。如果輸入電壓過(guò)低，表示蓄電池電量不足，停止轉(zhuǎn)換，保護(hù)蓄電池。保護(hù)模塊主要有溫度控制、輸出保護(hù)、輸入保護(hù)等。輸出的高頻方波經(jīng)過(guò)整流濾波后轉(zhuǎn)換為400V左右的直流電，給整個(gè)逆變電源提供足夠的功率。通過(guò)系統(tǒng)自帶PCA模塊，來(lái)對(duì)比寄存器的值，采用模擬脈寬調(diào)制法，控制端口輸出正弦調(diào)制波即產(chǎn)生SPWM驅(qū)動(dòng)。圖27 逆變電源系統(tǒng)框圖主控制器采用單片機(jī)STC12C5410AD。系統(tǒng)的硬件可分為幾大模塊：主控制器，DCDC驅(qū)動(dòng)模塊，DCAC模塊，保護(hù)模塊，顯示模塊。第三步是將升壓后的交流電進(jìn)行整流，得到一個(gè)正弦波波形的交流輸出。第一步是通過(guò)震蕩電路將直流電變?yōu)榻涣麟?。本次設(shè)計(jì)采用單極性調(diào)制方式。單極性調(diào)制時(shí)一個(gè)橋臂為低頻狀態(tài)，另一個(gè)為高頻狀態(tài)，因此，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通損耗較低。此時(shí)的uo=Ud 。此時(shí)的uo=Ud。在ur的正負(fù)半周，對(duì)各開(kāi)關(guān)管的控制規(guī)律相同。在ur的每半個(gè)周期中，調(diào)制載波的三角波有正有負(fù)，所得PWM波的幅值有177。圖26 雙極性調(diào)制波形圖對(duì)于雙極性調(diào)制，在ur和uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)管的通斷。雙極性調(diào)制與單極性調(diào)制相比，多了一個(gè)零電平，即輸出電平包括正、負(fù)和零三個(gè)電平。在uruc時(shí)，V3的狀態(tài)為斷，V4的狀態(tài)為通。在uruc時(shí)，V3的狀態(tài)為通， V4的狀態(tài)為斷。在uruc時(shí)，V3的狀態(tài)為通，V4的狀態(tài)為斷。在uruc時(shí)， V3的狀態(tài)為斷， V4的狀態(tài)為通。圖25 單極性調(diào)制波形圖在ur和uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)管的通斷，uof表示uo的基波分量。單極性調(diào)制是指全橋的輸出包括正負(fù)兩個(gè)電平，輸出載波頻率與開(kāi)關(guān)工作頻率相同。而這些周期信號(hào)經(jīng)過(guò)正弦脈寬調(diào)制，稱為SPWM調(diào)制，電路結(jié)構(gòu)稱為SPWM全橋結(jié)構(gòu)。四個(gè)開(kāi)關(guān)器件也不可同時(shí)判斷，否則輸出出現(xiàn)不可控的狀態(tài)。圖24 全橋逆變電源結(jié)構(gòu)圖VVV3和四個(gè)開(kāi)關(guān)管以及VDVDVD3和VD4四個(gè)續(xù)流二極管構(gòu)成了左右兩個(gè)橋臂。實(shí)際應(yīng)用中，只要將圖中的開(kāi)關(guān)，改為可控的開(kāi)關(guān)器件，這些開(kāi)關(guān)器件組成的電路稱為全橋。電流方向和波形如圖23所示。電流從負(fù)載的右側(cè)流向左側(cè)。電流方向和波形如圖22所示。電流從負(fù)載的左側(cè)流向右側(cè)。工作模型如圖21所示。2 系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)逆變電源是一種將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓交流電的過(guò)程。而且傳統(tǒng)逆變電源基于模擬元件的設(shè)計(jì)，沒(méi)有可編程的能力，使得逆變電源的可擴(kuò)展能力差，沒(méi)有顯示功能等問(wèn)題。隨著人們使用的電器數(shù)量和種類的增加，對(duì)逆變電源的波形、容量等參數(shù)的要求也越高，使得設(shè)計(jì)的逆變電源的復(fù)雜度也越來(lái)越高，采用的元件