PIC16F877A单片机单相逆变器研究+电路原理图.docVIP

PIC16F877A单片机单相逆变器研究+电路原理图 本系统以PIC16F877A单片机为核心，利用面积等效法生成SPWM信号。系统主要由隔离变压器和调压器将交流220V电源变成可调交流电源，再整流变换成直流电，SPWM信号通过光耦合隔离器控制由四个功率MOEFET管组成的逆变器的工作状态，逆变器输出频率和幅度都可调的正弦交流电。该逆变电源输出的正弦交流电精度高，能稳定，实用价值高，在电力电子技术中应用广泛。4671 关键词：SPWM；逆变器；驱动电路 Abstract This system is based on the microprocessor PIC16F877A, and is made use of the equivalent of area to generate SPWM signal. The system is mainly composed of a isolated transformer and a booster by which the AC 220V power is transformed to an adjustable AC power. This AC power is rectified into DC. The working status of the inverter composed of four power MOEFET are controlled by the SPWM signal through four photo-couplers. The inverter outputs a sine AC power which frequency and amplitude is adjustable. And the output of the inverter power has the advantages of high accuracy, stability, and high practical value, so it widely used in power electronic technology. Key words: SPWM; inverter; Drive circuit 目录 摘要I AbstractI 1.引言1 2.逆变电路1 2.1逆变电路的基本工作原理[5]1 2.2 PWM技术基础2 2.3.1面积等效的SPWM控制算法2 2.3.2 SPWM调制方法3 3.系统设计4 3.1设计方案4 3.2设计要求及思路4 4.硬件设计5 4.1主电路设计5 4.2驱动电路设计6 4.3自举电路设计7 4.4 死区电路设计7 2.逆变电路 2.1逆变电路的基本工作原理[5] 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理；图中S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。 ?S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；如图1： ?S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负；如图2： 1)逆变电路最基本工作原理：改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率； 2)电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同； 3)阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。 2.2 PWM技术基础 PWM技术也称脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值)； 1)PWM技术控制方法简单容易，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。 2)PWM技术控制方法很多，微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论，非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展.到目前为止，已出现了多种方法 2.3.1面积等效的SPWM控制算法 目前生成SPWM波的控制算法主要有4种。 1)自然采样法； 2)对称规则采样法； 3)不对称规则采样法； 4)面积等效法。 理论分析后知规则采样法和不对称规则采样法产生的高次谐波很大，而减小高次谐波需要增加电路设计和算法。又自然采样法通过计算得到PWM，需要计算超越方程，运算量大，而PIC单片机片内无较大内，所以自然采样法不利于软件实现。本系统采用面积等效法实现SPWM控制，原理如图3所示。 ?当ur gt;uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。如iogt;0，V1和V4通，如iolt;0，VD1和VD4通， uo=Ud ； ?当urlt;uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。如iolt;0，V2和V3通，如iogt;0，VD2和VD3通，uo=-Ud 。 3.系统设计 3.1设计方案 电路的主要功能是将输入的单