單相橋式PWM逆變電路設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1指導(dǎo)教師評定成績：審定成績：重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院綜合設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：單相橋式PWM逆變電路設(shè)計(jì)單位（二級學(xué)院）：自動化學(xué)院學(xué)生姓名：梁勇專業(yè)：電氣工程與自動化班級：0830702學(xué)號：07350225指導(dǎo)教師：羅萍設(shè)計(jì)時(shí)間：２０１０年１０月重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院制目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)…………………..………..2二、SPWM逆變器的工作原理…………….21.工作原理…………………32.控制方式…………………43.單片機(jī)電源與程序下載模塊………………74.正弦脈寬調(diào)制的調(diào)制算法…………...……85.基于STC系列單片機(jī)的SPWM波形實(shí)現(xiàn)……………….11三、總結(jié)……………………..14四、心得體會………………..15五、附錄：………………….171.程序……………………172.模擬電路圖……………..193.電路圖………………..22相正弦波全波整流電壓信號與單向三角形載波交截，再通過倒相產(chǎn)生功率開關(guān)驅(qū)動信號。參考波頻率fr決定了輸出頻率fo，每半周期的脈沖數(shù)P決定于載波頻率fc。即:P=QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。(2-1)用參考電壓信號的幅值Ur，與三角形載波信號的幅值Uc的比值，即調(diào)制度m=Ur/Uc，來控制輸出電壓變化。當(dāng)調(diào)制度由0~1變化時(shí)，脈寬由0~π/p變化，輸出電壓由0~E變化。如果每個(gè)脈沖寬度為θ，則輸出電壓的傅里葉級數(shù)展開式為:（2-2)系數(shù)An和Bn由每個(gè)脈寬為θ，起始角為α的正脈沖來決定和對應(yīng)的負(fù)脈沖起始角π+α來決定。如果第j個(gè)脈沖的起始角為αj則有

(2-3a)(2-3b)由式(2-3a)、式(2-3b)可計(jì)算輸出電壓的傅里葉級數(shù)的系數(shù)(2-4a)(2-4b)單極性正選脈寬調(diào)制SPWM原理波形(2)雙極性正弦脈寬調(diào)制雙極性正弦脈寬調(diào)制原理波形如圖2-7所示。輸出電壓u0(t)波形在0~2π區(qū)間關(guān)于中心對稱、在0~π區(qū)間關(guān)于軸對稱，其傅里葉級數(shù)展開式為式（2-5）中輸出電壓u0（t）可看成是幅值為E，頻率為fo的方波與幅值為2E、頻率為fc的負(fù)脈沖序列(起點(diǎn)和終點(diǎn)分別為的疊加。因此則輸出電壓為輸出電壓基波分量QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。為需要注意的是，從主回路上看，對于雙極性調(diào)制，由于同一橋臂上的兩個(gè)開關(guān)元件始終輪流交替通斷，因此容易引起電源短路，造成環(huán)流。為防止環(huán)流，就必須增設(shè)延時(shí)觸發(fā)環(huán)節(jié)，設(shè)置死區(qū)。3.單片機(jī)電源與程序下載模塊程序下載模塊電源模塊MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。主要特點(diǎn)有:符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、只需要單一+5V電源供電；片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V-；功耗低，典型供電電流5mA；內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C驅(qū)動器；內(nèi)部集成兩個(gè)RS-232C接收器。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。4.正弦脈寬調(diào)制的調(diào)制算法三角波變化一個(gè)周期，它與正弦波有兩個(gè)交點(diǎn)，控制逆變器中開關(guān)元件導(dǎo)通和關(guān)斷各一次。要準(zhǔn)確的生成SPWM波形，就要精確的計(jì)算出這兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間。開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)間是脈沖寬度，關(guān)斷時(shí)間是脈沖間隙。正弦波的頻率和幅值不同時(shí)，這些時(shí)間也不同，但對計(jì)算機(jī)來說，時(shí)間由軟件實(shí)現(xiàn)，時(shí)間的控制由定時(shí)器完成，是很方便的，關(guān)鍵在于調(diào)制算法。調(diào)制算法主要有自然采樣法、規(guī)則采樣法、等面積法等。