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基于单片机的正弦逆变电源研制

钟敬稳  
【摘要】: 在生产实际中,有很多电源是直流电源,如蓄电池、太阳能发电系统、风能和波能发电系统等,但大多数用电设备采用的是交流供电方式,这时就需要将直流电转化成交流电源供用电设备使用。例如,在消防领域所用的应急电源灯是需要交流电源供电,但在消防车里只有蓄电池,因此需要将蓄电池的直流电逆变成应急电源灯用的220V交流电源。本次设计的主要任务即是完成这种逆变电源的设计。 本电源采用IGBT开关管组成全桥逆变电路,再由电感、电容滤波组成该逆变电源的主电路。目前,逆变电源大多采用正弦脉宽调制,即所谓SPWM技术。其控制电路大多采用模拟方法实现,电路比较复杂,有温漂现象,影响精度,限制了系统的性能。本逆变电源以ATmega8L单片机为核心组成控制电路,实现从SPWM信号的产生到PI闭环控制的全数字化控制。为了保证系统安全可靠地运行,充分发挥单片机的强大控制功能,由监测电路对逆变电源的运行参数,例如输入欠压、输出过载、过热等进行实时监控,实现对系统工作状态的自诊断并对故障进行相应的声光报警。 本文先对系统的组成和原理进行介绍,然后是系统各个部分的软硬件设计,最后对逆变电源的输出波形和效率进行了分析。实验证明,本电源的设计基本达到了指标的要求。


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