基于单片机的变频变压电源设计

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1、中文摘要摘要通过整流和逆变组合电路实现的软开关变频变压技术，是当今电力电子学领域最为活跃的研究内容之一，应用十分广泛，主要应用在交流电机调速和供电电源等领域。电源在任何电子设备中都有着极其重要的地位，然而各种用电设备所需要的电能形式却不同，因此，对变频变压电源的研究具有十分重要的理论意义和工程实用价值。本文提出了一种基于单片机(PICl8F4431)的变频变压电源系统，将电压220V频率50Hz的工频电，经整流、滤波变成直流电，再逆变成电压110V～220V频率40Hz。70Hz可调的交流电，供给电子设备使用。本设计采用单极性等面积正弦脉宽调制法和混合

2、查表法，通过软件计算产生SPWM控制信号，同时对输出电压有效值进行实时采样，形成闭坏控制系统，从而实现了变频变压的全数字化控制。由单片机发出的控制信号，经自举式浮充电路放大后给电力场效应管提供栅极驱动，通过开关器件的导通与关断，实现对直流电的逆变过程。同时，为保证安全可靠运行，系统还具备了输出过电流、输入欠电压、过热等自我保护功能。该设计方案结构简单、功能齐全，满足了当前开关电源的高频化、模块化、数字化、绿色化的发展趋势，具有波形好、体积小、效率高、精度高、可靠性强、输入范围宽、变频范围广的特点，具有很好的实用价值。本文先对变频变压电源的结构和原理进行

3、了介绍，然后分别以系统主电路模块、驱动和外围模块、控制模块为核心，详细说明了各部分的软硬件设计原则，最后给出实验结果并对输出波形和效率进行了分析。实验证明，本设计切实可行，指标基本达到要求。关键词：单片机；变频变压电源；正弦脉宽调制；电力场效应管英文摘要ABSTRACTSoftswitchingvariablevoltagevariablefrequencytechnologywhichrealizedbythecombinationofrectifierandinvertercircuitisoneofthemostactiveresearchint

4、oday’Spowerelectronicsfield，ithasawiderangeofapplications，includingACmotorspeedcontrolandpowersupplyetc．areas．Powersupplyhasanextremelyimportantpositioninanyelectronicequipment，however,theenergyformⅡleyneededisdifferent．Therefore，theresearchonvariablevoltagevariablefrequencypowe

5、rsupplyisofgreattheoreticalandpracticalvalue．AVVVFpowersupplysystembasedonmicrocontroller(PIC18F4431)ispresentedinthisthesis．Theinputofthepowersupplyispublicgrid’S220V50HzAC，throughrectifierandfiltercircuittransformintoDC，theninvertertoACwhichamplituderangedfrom10Vto220Vandfrequ

6、encyrangedfrom40Hzto70Hz，thenoutputtootherdevice．Aunipolarequal-areasinusoidalpulsewidthmodulationandhybridlook-uptablemethodsareusedinthisdesigntogenerateSPWMsignalbysoftwarecalculating,andreal—timesamplingtheRMSofoutputvoltagetoformclosedloopcontrolsystem，SOdigitalcontrolofthe

7、、厂、厂、，Fisrealized．Thecontrolsignalsamplifiedbyfloatingchannelbootstrapdrivecircuits，thenprovidegatedrivetoPowerMOSFET,throughturn-onandturn·offtheswitches，torealizeinverter．Meanwhile，toensurethesafeandreliableoperation，alloutputover-current，inputunder-voltage，OVerheatingandother

8、selfprotectionfunctionisalsocontainedinthesyste