【正文】 相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到圖21b所示的脈沖序列,這就是PWM波形。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱SPWM（Sinusoidal PWM）波形。 用PWM波代替正弦半波 SPWM的實(shí)現(xiàn)方法SPWM波的實(shí)現(xiàn)方法分為計(jì)算法和調(diào)制法。按照計(jì)算的結(jié)果控制逆變電路中各個開關(guān)器件的通斷，以便得到所需要的PWM波。通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波，其中等腰三角波應(yīng)用最多。在調(diào)制信號波為正弦波時，所得到的就是SPWM波形。由于計(jì)算法較繁瑣，計(jì)算量大，較少使用。因此，目前SPWM波形的生成和控制多用微機(jī)來實(shí)現(xiàn)。1 自然采樣法在正弦波和三角波的自然交點(diǎn)時刻控制功率開關(guān)器件的通斷，稱為自然采樣法?？芍@種算法計(jì)算量比較大，需花費(fèi)較多的時間，因而難以在微處理器中實(shí)現(xiàn)。（1）對稱規(guī)則采樣法對稱規(guī)則采樣法是以每個三角波的對稱軸（頂點(diǎn)對稱軸或低點(diǎn)對稱軸）所對應(yīng)的時間作為采樣時刻，過三角波的對稱軸與正弦波的交點(diǎn)，做平行t軸的平行線，該平行線與三角波的兩個腰的交點(diǎn)作為SPWM波“開”和“關(guān)”的時刻，如圖22所示。這種方法實(shí)際上是用一個階梯波去逼近正弦波。下面推導(dǎo)其數(shù)學(xué)模型，由圖22可得： （21）由三角形相似關(guān)系式可得： （22）其中為調(diào)制度，是正弦波峰值與三角波峰值的比值。所以有 （26）當(dāng)參數(shù)Tc、M、N已知后，就可根據(jù)式（26）實(shí)時計(jì)算出SPWM波的脈寬時間。如果既在三角波的頂點(diǎn)對稱軸位置采樣，又在三角波的底點(diǎn)對稱軸位置采樣，也就是每個載波周期采樣兩次，這樣所第13頁（共35頁）形成的階梯波與正弦波的逼近程度會大大提高。由于這種采樣所形成的階梯波與三角波的交點(diǎn)并不對稱，因此稱其為不對稱規(guī)則采樣法。 SPWM波的調(diào)制在SPWM逆變器中，載波頻率與調(diào)制信號頻率之比N=/，稱為載波比。1 異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式即為異步調(diào)制。當(dāng)較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，當(dāng)增高時，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大，還會出現(xiàn)脈沖的跳動。對于三相逆變器來說，三相輸出的對稱性也變差。2 同步調(diào)制載波比N等于常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步的調(diào)制方式稱為同步調(diào)制。在三相SPWM逆變電路中通常共用一個三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱。在高的頻段采用較低的N，使載波頻率不致過高；在低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過低；為防止在切換點(diǎn)附近來回跳動，采用滯后切換的方法?？稍诘皖l輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。 電路器件參數(shù)計(jì)算在橋式整流電路中，變壓器，變壓器次級電流與濾波器輸出　電流的關(guān)系為：Ｉ2=(～2)II≈(～2)IO=1=(A).取變壓器的效率η＝,則變壓器的容量為: P=U2I2/η=20(W)因?yàn)榱鬟^橋式電路中每只整流二極管的電流為 ID=1∕2Imax=1/2IOmax=1/21=(A)每只整流二極管承受的最大反向電壓為:第16頁（共35頁）U=*18V=19V選用二極管IN4001，其參數(shù)為：ID=1A，URM=100V。一般濾波電容的設(shè)計(jì)原則是，取其放電時間常數(shù)RLC是其充電周期的確2～5倍。F。UCmax=U2max=20≈(V)綜合考慮波電容可選擇C=1000181。另外為了濾除高頻干擾和改善電源動態(tài)特性，～。則電路各元件選取如下。因此，最低次諧波的頻率f = (2 200 ?1)50 = 19 950 Hz (10)以選1/10 為例，選濾波電感為1mH，則電容為第18頁（共35頁） MOSFET驅(qū)動電路方案論證方案一：用CMOS器件驅(qū)動MOSFET。柵極電壓小于10v是，MOSFET將處于電阻區(qū)不需要外接電阻R，電路簡單。MOSFET驅(qū)動CMOS器件圖 用CMOS器件驅(qū)動MOSFET 方案二：利用光耦合器驅(qū)動MOSFET。這種方式的驅(qū)動電路由于光耦合器響應(yīng)速度低，使開關(guān)延遲時間加長，限制了使用頻率。該芯片8引腳封裝，可驅(qū)動同橋臂的兩個MOSFET，內(nèi)含自舉電路，允許在600v母線電壓下直接工作，柵極驅(qū)動電壓范圍寬，單通道施密特邏輯輸入，輸入與TTL及CMOS電平兼容，死區(qū)時間內(nèi)置，輸出、輸入同相，低邊輸出死去時間調(diào)整后于輸入反相。MOSFET驅(qū)動CMOS器件 圖 用集成電路IR2110驅(qū)動MOSFET IR2110的介紹及其外圍電路（1）IR2110的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如下圖：第19頁（共35頁）圖 IR2110內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能：LO（引腳1）:低端輸出COM（引腳2）:公共端Vcc（引腳）：低端固定電源電壓Nc（引腳4）：空端Vs（引腳5）：高端浮置電源偏移電壓VB (引腳6) ：高端浮置電源電壓HO（引腳7）：高端輸出Nc（引腳8）：空端VDD（引腳9）：邏輯電源電壓HIN（引腳10）： 邏輯高端輸入SD（引腳11）：關(guān)斷LIN（引腳12）：邏輯低端輸入Vss（引腳13）：邏輯電路地電位端，其值可以為0VNc（引腳14）：空端（2）IR2110 的特點(diǎn)：。第20頁（共35頁）（腳3）的電壓范圍為10—20V。，可達(dá)500KHz。故 而每個區(qū)間的相角寬度為π/p，則占空比系數(shù)Dm為 式中，m=1，2，…，p/4.于是可以獲得四分之一個周期內(nèi)每個小區(qū)間的相角寬度θm，脈寬Δtm和占空比Dm的數(shù)值。將它列成一個表格，存放在ROM（或RAM）中。令Um=220v、UD=100V、p=100、f=50Hz，通過MATLAB仿真工具可制出SPWM函數(shù)表。6 總結(jié)在此論文完成之際，我的大學(xué)生活也接近尾聲，憶起往昔，總有些不舍的感慨。正文講述了基于51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)SPWM的數(shù)字控制，并控制逆變電路MOSFET管的開關(guān)斷，以實(shí)現(xiàn)AC—DC—AC的轉(zhuǎn)變，完成逆變電源的功能。在這長達(dá)三個多月的論文設(shè)計(jì)中，我系統(tǒng)的回顧了電力電子及單片機(jī)等專業(yè)課的知識，并且查看了很多關(guān)于逆變的資料，豐富了我的專業(yè)知識，也開拓了我的視野。第24頁（共35頁）參考文獻(xiàn)參 考 文 獻(xiàn)[1] 魏偉. 正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].電氣技術(shù), 2008，(11).[2] 談?chuàng)P寧，朱兆優(yōu)，[J]. 電子元器件應(yīng)用, 2009，(08).[3] 楊慶江,李曄,包西平. 一種應(yīng)用于獨(dú)立光伏系統(tǒng)的新型逆變器[J]. 太陽能, 2007,(01).[4] 趙建武. 單相SPWM逆變電源仿真設(shè)計(jì)[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,(03).[5] 張竹，張代潤，何易桓，王超. 一種多功能逆變電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電源世界, 2009，(01).[6]《 電力電子技術(shù)》.廖冬初，（09）.[7]《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)系列教程—模擬電子線路設(shè)計(jì)》.，（05）.diaM100ng