本文論述是一種采用STC15F2K60S2單片機(jī)為核心的SPWM逆變電源，單片機(jī)通過(guò)自然數(shù)查表法控制內(nèi)部的3路硬件PWM模塊生成SPWM脈沖信號(hào)，采用雙極性調(diào)制方案驅(qū)動(dòng)三相全橋逆變電路，輸出經(jīng)LC低通濾波器濾波，最后在負(fù)載上得到穩(wěn)定的正弦波交流電。其正弦波輸出頻率由單片機(jī)內(nèi)部程序控制調(diào)節(jié)。另外本系統(tǒng)外接按鍵，按鍵能設(shè)定開(kāi)始與停止。

　　研究目的及要求

　　掌握正弦波逆變器的電路的組成，重點(diǎn)明白其中中各元器件的原理及用處，對(duì)正弦波逆變電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載是的工作情況及其波形作全面分析，并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響。采用SPWM控制方式對(duì)逆變橋進(jìn)行調(diào)制，最后經(jīng)電容、電感過(guò)濾實(shí)現(xiàn)正弦波逆變的目的。

　　相關(guān)研究現(xiàn)狀及前景

　　逆變電源的發(fā)展與和電力電子器件的發(fā)展息息相關(guān)，可以說(shuō)電力電子器件器件的發(fā)展引導(dǎo)著逆變電源的發(fā)展。上世紀(jì)60年代正是電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期，逆變電源就是在這個(gè)時(shí)期產(chǎn)生的，直到現(xiàn)在，逆變電源已經(jīng)經(jīng)過(guò)了三代的發(fā)展。

　　最初的逆變電源用的是晶閘管作為逆它的開(kāi)關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源，但是因?yàn)樵缙诰чl管沒(méi)有自關(guān)斷的能力，即使增加了換流電路使其擁有了這種能力，但換流電路的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和極低的效率等原因卻使逆變電源下一步的發(fā)展進(jìn)退維谷。

　　從上世紀(jì)70年代末開(kāi)始，許多自關(guān)斷器件相繼被發(fā)明出來(lái)，例如可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管等，這也促進(jìn)了逆變電源的發(fā)展，于是使用自關(guān)斷器件作為開(kāi)關(guān)器件的逆變器產(chǎn)生了，這就是第二代逆變電源，使用了自關(guān)斷器件的逆變器它逆變電源的性能獲得了極大的提升，使用了自關(guān)斷器件的逆變器與初代逆變器相比有了許多優(yōu)點(diǎn)，首先因?yàn)橛辛俗躁P(guān)斷功能，所以不再需要換流電路，這樣使主電路得到簡(jiǎn)化以至于降低了成本；其次由于逆變器使用了自關(guān)斷器件，以至于其性能相比初代得到了極大的提升。這一代的逆變電源通常采用帶輸出電壓有效值反饋的SPWM控制技術(shù)來(lái)控制。這一代的逆變器擁有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但也并不意味這他沒(méi)有缺點(diǎn)，由于它沒(méi)有考慮信號(hào)傳輸過(guò)程中開(kāi)關(guān)點(diǎn)的變化及負(fù)載的影響，所以還是有不少的缺點(diǎn)的，首先它如果負(fù)載是非線性的就沒(méi)有良好的適應(yīng)能力，非線性的負(fù)載會(huì)使輸出電壓的波形發(fā)生畸變；其次因?yàn)闆](méi)有瞬時(shí)值的反饋所以它的動(dòng)態(tài)特性也不好；最后因?yàn)橛锌刂撇坏降臅r(shí)間域，同樣會(huì)使輸出的電壓波形發(fā)生畸變。這些缺點(diǎn)使得第二代逆變電源依然不夠完善。

　　隨著近十年來(lái)新型電源控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展，針對(duì)第二點(diǎn)逆變電源的缺點(diǎn)發(fā)明了實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)這也使得第三代逆變電源應(yīng)運(yùn)而生，三代逆變電源使用了這種技術(shù)又一次使逆變電源的性能提高了，同時(shí)還彌補(bǔ)了第二代的缺點(diǎn)，這種技術(shù)到目前為止還在不斷地被完善，實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)擁有許多種，基于對(duì)動(dòng)態(tài)性能和適應(yīng)性等方面的考慮目前被廣泛采用的技術(shù)是帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時(shí)值反饋控制。

　　內(nèi)容章節(jié)概述

　　本文主要從系統(tǒng)分析、硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試四個(gè)方面闡述“三相SPWM逆變電路的設(shè)計(jì)”。開(kāi)始概述逆變器基本概念原理和SPWM控制技術(shù)，硬件設(shè)計(jì)介紹本次設(shè)計(jì)系的統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明了單片機(jī)的選型、半橋驅(qū)動(dòng)電路等，軟件設(shè)計(jì)主要說(shuō)明本設(shè)計(jì)的程序流程圖；實(shí)驗(yàn)部分通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)電路的測(cè)試，說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果。