【2017年整理】基于单片机的SPWM逆变电源设计.ppt
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基于单片机的SPWM逆变电源设计
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逆变电源的国内外研究现状
目前,逆变电源大多采用正弦波脉宽调制,即SPWM技术。逆变电源以数字化控制为发展趋势,是现代逆变电源发展功率电子器件的大功率研究的一个热点。
逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的,电力电子器件的发展带动着逆变电源的发展。 逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的20世纪60年代,到日前为止,它已经历了三个发展阶段。
第一代逆变电源是采用晶闸管(SCR)作为逆变器的开关器件,第二代逆变电源是采用自关断器件作为逆变器的开关器件。第三代逆变电源采用了实时反馈控制技术,使逆变电源的性能得到提高。
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逆变电源的介绍
逆变电源是一种采用电力电子技术是进行电能变换的装置,它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。逆变电源广泛应用于航空、航海、电力、铁路交通、邮电通信等诸多领域…。
逆变电源也是一种产生交流电的装置,它具有以下优点:
1)变频,逆变电源将市电转化为用户所需的交流电;
2)变相,逆变电源能将单相交流电转化为三相交流电;
3)逆变电源能将直流电转化为交流电。
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本设计的主要研究内容
掌握51单片机及SPWM调制的有关知识;
设计系统的总体设计方案;
设计系统的硬件电路,包括单片机控制电路设计,TLP250驱动电路的设计,滤波电路设计,逆变桥电路设计,系统保护电路设计;
设计系统的程序流程;
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1 系统的总体设计方案
系统总体框图
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系统的工作原理
系统的工作原理:三相电压380V经整流滤波变成高压直流电压,后级逆变电路采用SPWM控制方式,通过对逆变桥采用正弦脉宽调制控制,逆变输出电压经过电感、电容滤波后,最终在负载上得到220V/50Hz的正弦波交流电。
系统中输出采样电路的采样电压通过ADC0809转换成数字信号,送给单片机。单片机根据这个电压采样值进行中位值滤波、PI控制算出电压值,单片机再通过P0口把数据送到SA4848中,来控制SPWM波发生器输出的SPWM波形参数,从而控制逆变桥两个桥臂的控制信号RPHT、RPHB,改变输出电压的幅值。SPWM发生器产生的SPWM波经四个驱动隔离电路去驱动逆变电路,从而把整流滤波后得到的直流电逆变成稳定交流电。
系统单片机采用AT89C51,SPWM波发生器采用SA4828三相SPWM波发生器,这里我们只使用其一相输出波形,驱动隔离电路采用TLP250,主电路采用高压整流模块和IGBT模块,输出采样模块使用ADC0809。
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2 系统硬件设计
系统硬件电路有以下几个部分组成:
系统主电路
单片机最小系统
采样电路及A/D转换电路
SPWM波产生电路
TLP250驱动电路
系统保护电路
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系统主电路及单片机
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