單相橋式PWM逆變電路設計

PAGEPAGE1指導教師評定成績：審定成績：重慶郵電大學自動化學院綜合設計報告設計題目：單相橋式PWM逆變電路設計單位（二級學院）：自動化學院學生姓名：梁勇專業(yè)：電氣工程與自動化班級：0830702學號：07350225指導教師：羅萍設計時間：２０１０年１０月重慶郵電大學自動化學院制目錄一、課程設計任務…………………..………..2二、SPWM逆變器的工作原理…………….21.工作原理…………………32.控制方式…………………43.單片機電源與程序下載模塊………………74.正弦脈寬調制的調制算法…………...……85.基于STC系列單片機的SPWM波形實現(xiàn)……………….11三、總結……………………..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)生功率開關驅動信號。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，即調制度m=Ur/Uc，來控制輸出電壓變化。當調制度由0~1變化時，脈寬由0~π/p變化，輸出電壓由0~E變化。如果每個脈沖寬度為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由每個脈寬為θ，起始角為α的正脈沖來決定和對應的負脈沖起始角π+α來決定。如果第j個脈沖的起始角為αj則有

(2-3a)(2-3b)由式(2-3a)、式(2-3b)可計算輸出電壓的傅里葉級數(shù)的系數(shù)(2-4a)(2-4b)單極性正選脈寬調制SPWM原理波形(2)雙極性正弦脈寬調制雙極性正弦脈寬調制原理波形如圖2-7所示。輸出電壓u0(t)波形在0~2π區(qū)間關于中心對稱、在0~π區(qū)間關于軸對稱，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的負脈沖序列(起點和終點分別為的疊加。因此則輸出電壓為輸出電壓基波分量QUOTE錯誤!未找到引用源。為需要注意的是，從主回路上看，對于雙極性調制，由于同一橋臂上的兩個開關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，就必須增設延時觸發(fā)環(huán)節(jié)，設置死區(qū)。3.單片機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標準串口設計的單電源電平轉換芯片,使用+5v單電源供電。主要特點有:符合所有的RS-232C技術標準、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；內部集成2個RS-232C驅動器；內部集成兩個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，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。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9V。4.正弦脈寬調制的調制算法三角波變化一個周期，它與正弦波有兩個交點，控制逆變器中開關元件導通和關斷各一次。要準確的生成SPWM波形，就要精確的計算出這兩個點的時間。開關元件導通時間是脈沖寬度，關斷時間是脈沖間隙。正弦波的頻率和幅值不同時，這些時間也不同，但對計算機來說，時間由軟件實現(xiàn)，時間的控制由定時器完成，是很方便的，關鍵在于調制算法。調制算法主要有自然采樣法、規(guī)則采樣法、等面積法等。