基于单片机的SPWM逆变电源设计.ppt

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1、20142014届毕业设计答辩届毕业设计答辩姓名：吕达姓名：吕达导师：张明导师：张明 班级：电气班级：电气1100111001基于单片机的微型光伏逆变器设计逆变电源的介绍逆变电源的介绍 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，它从置，它从直流输入获得稳压恒频的交流输出直流输入获得稳压恒频的交流输出。逆变电源广。逆变电源广泛应用于航空、航海、电力、铁路交通、邮电通信等诸多泛应用于航空、航海、电力、铁路交通、邮电通信等诸多领域领域。逆变电源也是一种产生交流电的装置，它具有以下逆变电源也是一种产生交流电的装置，它具有以下特点：特点：1)1)

2、变频，逆变电源将市电转化为用户所需的交流电；变频，逆变电源将市电转化为用户所需的交流电；2)2)变相，逆变电源能将单相交流电转化为三相交流电；变相，逆变电源能将单相交流电转化为三相交流电；3)3)逆变电源能将直流电转化为交流电。逆变电源能将直流电转化为交流电。本设计的主要研究内容本设计的主要研究内容n掌握掌握5151单片机及单片机及SPWMSPWM调制的有关知识；调制的有关知识；n设计系统的总体设计方案；设计系统的总体设计方案；n设计系统的硬件电路，包括单片机控制电路设计，设计系统的硬件电路，包括单片机控制电路设计，滤波电路设计，逆变桥电路设计，系统保护电路滤波电路设计，逆变桥电路设计，系统保

3、护电路设计；设计；n设计系统的程序流程；设计系统的程序流程；系统的总体框图设计系统的总体框图设计系统总体设计n本设计中驱动电路采用本设计中驱动电路采用 4 4 输入与非门输入与非门 ，以此来作为驱动以此来作为驱动信号，并且实现驱动信号的互补。信号，并且实现驱动信号的互补。经过分析和比较经过分析和比较。n逆变部分决定采用全桥逆变电路逆变部分决定采用全桥逆变电路,由场效应管组成逆变桥由场效应管组成逆变桥，采用采用4 4输入与非门来作为驱动电路。单片机产生的输入与非门来作为驱动电路。单片机产生的 PWM PWM 信信号经过号经过 后，来控制逆变桥中开关器件后，来控制逆变桥中开关器件 的关断与导通，就

4、的关断与导通，就可以在逆变桥的输出端产生正弦波。可以在逆变桥的输出端产生正弦波。n不过此时的正弦波含有大量的高次谐波，需要通过不过此时的正弦波含有大量的高次谐波，需要通过 LC LC 滤滤波电路。而电容与电感数值的大小需要经过理论计算与实波电路。而电容与电感数值的大小需要经过理论计算与实际调试后才能确定。际调试后才能确定。单片机时钟、复位电路时钟电路时钟电路复位电路复位电路采样电路及A/D转换电路采采样样电电路路A/DA/D转换转换电路电路系统保护电路 输出过流保护是指电输出过流保护是指电源输出电流超过所设定的源输出电流超过所设定的允许值时，使电源不受损允许值时，使电源不受损坏的技术措施。坏的

5、技术措施。输入过压欠压保护是指当系输入过压欠压保护是指当系统输入电压太高或太低而引起电统输入电压太高或太低而引起电源输出电压失控的情况。源输出电压失控的情况。3 系统软件设计 下页图为系统的主程序流程图，系统开机后，先复下页图为系统的主程序流程图，系统开机后，先复位位SA4828SA4828，然后对其初始化寄存器和控制寄存器进行编，然后对其初始化寄存器和控制寄存器进行编程，在此之后，单片机程，在此之后，单片机AT89C51AT89C51不断通过不断通过ADC0809ADC0809采样输采样输出电压值，调整出电压值，调整SA4828SA4828控制数据中的调制幅度值，使输控制数据中的调制幅度值，

6、使输出电压稳定下来。出电压稳定下来。系系统统的的主主程程序序流流程程图图采样子程序 启动启动ADC0809ADC0809的工作过程的工作过程是：先由是：先由ALEALE信号锁存通道地信号锁存通道地址址000000，后由，后由STARTSTART有效启动有效启动A/DA/D转换，即执行一条转换，即执行一条MOVX MOVX DPTR,ADPTR,A指令产生指令产生WRWR信号，使信号，使ALEALE、STARTSTART有效，锁存通道号有效，锁存通道号并启动并启动A/DA/D转换。转换。A/DA/D转换完毕，转换完毕，EOCEOC端发出一正脉冲供单片机端发出一正脉冲供单片机查询，最后执行查询，最

7、后执行MOVX MOVX A,DPTRA,DPTR产生产生/RD/RD信号使信号使OEOE端有端有效，打开输出锁存器三态门，效，打开输出锁存器三态门，8 8位数据就读入到单片机中。位数据就读入到单片机中。滤波子程序 中位值滤波是对某一被测参中位值滤波是对某一被测参数连续采样数连续采样n n次（一般次（一般n n取奇数）取奇数），然后把，然后把n n次采样值按大小排列，次采样值按大小排列，取中间值为本次采样值，本系取中间值为本次采样值，本系统我们取统我们取n n为为7 7，并用冒泡排序，并用冒泡排序法来对采样值进行排序。中位法来对采样值进行排序。中位值滤波能有效地克服偶然因素值滤波能有效地克服偶

8、然因素引起的波动或采样器不稳定引引起的波动或采样器不稳定引起的误码等脉冲干扰。对温度、起的误码等脉冲干扰。对温度、液位等缓慢变化的被测参数采液位等缓慢变化的被测参数采用此法能收到良好的滤波效果，用此法能收到良好的滤波效果，但对于流量、压力等快速变化但对于流量、压力等快速变化的参数一般不宜采用中位值滤的参数一般不宜采用中位值滤波。波。中断子程序 当电源系统中的单片机当电源系统中的单片机检测到过压、欠压、过流或检测到过压、欠压、过流或过热信号时，置报警标志位过热信号时，置报警标志位为为1 1，同时启动定时器，同时启动定时器T0T0，当，当定时器定时时间到后，单片定时器定时时间到后，单片机再检查过压

9、、欠压、过流机再检查过压、欠压、过流或过热信号是否仍然存在，或过热信号是否仍然存在，若存在，则关闭输出并发出若存在，则关闭输出并发出故障报警，若过压、欠压、故障报警，若过压、欠压、过流或过热信号已不存在了，过流或过热信号已不存在了，则不关闭输出也不发出报警，则不关闭输出也不发出报警，报警标志位清报警标志位清0 0。这样处理，。这样处理，我们可以有效地防止电源的我们可以有效地防止电源的故障误报警。故障误报警。总结总结 1、本次毕业论文设计：基于单片机的本次毕业论文设计：基于单片机的SPWM的的逆变电源的设计，已经基本完成。逆变电源的设计，已经基本完成。本文所做的主本文所做的主要工作如下：要工作如下：2、阐述了逆变器的国内外研究的现状及研究的、阐述了逆变器的国内外研究的现状及研究的意义；意义；3、明确设计任务，结合现有实际条件，确立自、明确设计任务，结合现有实际条件，确立自己的设计方案；己的设计方案；4、对自己确立的方案进行硬件实现。、对自己确立的方案进行硬件实现。5、基于系统的硬件条件，进行系统软件设计、基于系统的硬件条件，进行系统软件设计（包括系统主程序、采样子程序、滤波子程序、（包括系统主程序、采样子程序、滤波子程序、PI子程序、写控制字子程序、中断子程序），并子程序、写控制字子程序、中断子程序），并对各个部分进行分析。对各个部分进行分析。谢谢