逆變�就是一種將低壓�12�24伏）直流電轉�?yōu)?20伏交流電的電子設備。因為我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得��
采用工頻變壓�，純正弦波交流輸出，適應負載能力�
自動高低壓調整功能（AVR��145V�275V超寬范圍輸入，高精度輸出、全自動�(wěn)�，能適應任何惡劣的電壓環(huán)�
智能充電，可根據(jù)配置電池的大小調整充電電流的大小，快捷可靠且又能提高電池的壽�
全方位保護、安全可�
智能化液晶顯示輸出電�、電池容�、負載比�
使用者可以通過RS232或者USB通訊軟件的程序設定實�(xiàn)無人值守，自動定時關機功�
供電時間可根�(jù)不同要求任意配置
0引言
逆變電源是一種采用電力電子技術進行電能變換的裝�。隨著電力電子技術的�(fā)�，逆變電源的應用越來越廣泛，但應用系統(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量直接關系到整個系�(tǒng)的安全和可靠性指標�
隨著�(shù)字信號處理技術的�(fā)�，以SPWM控制方式設計的逆變電源越來越受到青�。本文介紹的SPWM逆變電源就是采用PIC單片機來實現(xiàn)SPWM控制和正弦波方式輸出，而且電路簡單，性能安全可靠，靈活性強，同時可以降低諧�，提高效率�
1SPWM逆變器結�
逆變電源的拓撲結構有多種形式，圖l所示是SPWM逆變電源的基本結�，它主要由變壓器中心抽頭推挽式升壓電路、逆變電路、濾波電路、驅動電路和控制電路組成。控制電路主要包括MCU控制�、升壓控制、電壓檢測和電流A/D檢測所示等電路組成�
2SPWM逆變電源工作原理
本逆變器電源的前級采用SG3525來交替輸出兩路PWM信號以控制開關管，然后經(jīng)過高頻變壓器升壓整流和LC濾波后產(chǎn)�400V電壓。再通過單片機編程產(chǎn)生等效正弦波的矩形脈沖波來控制逆變橋開關管的導通和關斷。從而使其工作在SPWM控制方式。圖2所示是其逆變電路的電原理圖。圖2中的左橋臂工作在高頻調制方式，即Q1和Q3按照SPWM開通：右橋臂工作在高頻調制方式，即Q2和Q4按照SPWM開�，經(jīng)過濾波得到正弦波�
3SPWM正弦波脈寬調制方�
SPWM正弦脈寬調制法是采用調制波為正弦泀載波為三角波的一種脈寬調制方�，可廣泛應用于逆變器電源上。SPWM的輸出波形控制算法有面積等效�、自然采樣法、對稱規(guī)則采樣法、不對稱�(guī)則采樣法�，本文采用脈寬調制波的面積等效法來實�(xiàn)SPWM控制。圖3所示是其SPWM波形�，該方法將半個周期的正弦波波形分成N等分，從而把該正弦波看成是由N個彼此相連的脈沖所組成，這些脈沖寬度相等(都等于π/N)，幅值不�，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦�(guī)律變�。如果能把這種脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代�，并使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合。且使矩形脈沖和相應的正弦部分的面積脈沖量相�，那么，就可以得到相應的脈沖序列。這樣，再使各脈沖的寬度按正弦�(guī)律變�，同時使矩形波與正弦波等�，就可以實現(xiàn)SPWM正弦脈寬調制�
4軟件設計
4.1正弦波脈寬的生成
根據(jù)正弦波脈寬調�(SPWM)的產(chǎn)生原�，若把U=Urmsintωt正弦波在半周期內N等分，第i個等分段正弦波的面積為Si，則有：
若再使矩形波的幅值等于輸入正弦波的幅值Urm，并使每段矩形波的面積等于對應段的正弦波的面�，那么，便可以得到矩形波脈寬的值為�
由于脈沖寬度是按照正弦波的規(guī)律變�，故可把這些脈沖寬度DK的值編制成�(shù)值表，再用單片機通過查表輸出脈沖序列。實驗時，可采用載波頻率fc=25kHz，交流頻率fs=50Hz，載波比N=fdfs來確定正弦波離散點的個數(shù)，即一個周期內的脈沖個數(shù)(設N=500)。為了節(jié)省表的存儲空�，實際編程時，可保存半個周期內的正弦波離散�，即保存N/2個點，然后用交替的方式輸出SPWM波形來控制逆變橋的工作�
4.2SPWM的軟件實�(xiàn)
本系�(tǒng)以PIC16FXX單片機為核心，晶振選�20MHz，指令周期為0.2μs，SPWM波驅動開關管的工作頻率為25kHz，那�，單片機中寄存器的初始化設置如下�
首先設置PORTC為輸出模式，即TRISC=0X00。設置CCP模塊為PWM功能。同時必須在CCPXCON寄存器中設置CCP模塊為PWM模式，即CCPxM3：CPxM0=11XX�
然后再通過PR2來確定PWM的開關周期寄存器，并使TSFMW=(PR2+1)×4TOSC(TMR2PrescaleValue)，fSPWM=1/TSPMW。因為工作頻率f=25kHz，故PR2=0XC7；且工作周期寄存器CCPRxL的值是可變��
在程序初始化完成之后，系�(tǒng)中的定時寄存器TMR2將啟動并開始工作，此時，PWM單元的引腳輸出為高電�；當TMR2 CCPRxl時，PWM單元的引腳開始輸出低電平；當TMR2=PR2時，TMR2被歸0，并重新開始下一個周期計�(shù)，同時PWM單元重新輸出高電�。當TMR2的中斷標志位TMR2IF被置高電平時，系�(tǒng)將執(zhí)行定時中斷服務程�，圖4所示是其SPWM流程圖。中斷程序完成查找正弦表值和A/D取樣值后，再進行PI調節(jié)，即可得出修正�，并將該修正值寫入CCPRxL寄存器中。圖5所示是該SPWM逆變器電源的輸出波形��
5結束�
試驗表明，基于HC單片機控制的逆變器電源可滿足小功率逆變器的要求，而且可用單片機實�(xiàn)�(shù)字化SPWM波的控制。本方式不但比傳�(tǒng)的模擬控制方式具有一定的�(yōu)越性，而且該逆變器電源的效率更高、體積更�，同時還具有設計靈活、性能可靠，輸出穩(wěn)定，諧波小等�(yōu)��
維庫電子通，電子知識，一查百��
已收錄詞�162542�
