基于单片机的变频电源控制器设计.doc

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1、...天津大学网络教育学院本科毕业设计（论文）题目：基于单片机的变频电源控制器设计完成期限：2016年9月1日至2016年11月10日学习中心：私立国创科技培训学校奥鹏学习中心[43]专业名称：电气工程及其自动化学生：沛达学生学号：141701442005指导教师：杜春燕.word.…...摘要变频器是从上世纪中叶发展起来的一种交流调速设备。它是为了解决传统的交流电机调速困难、传统的交变速设备不但结构复杂且效率和可靠性均不尽人意的缺点而出现的。由于其使交流电机的调速围和调速性能均大为提升，因此交

2、流电机逐渐代替直流电机出现在各种应用领域，即便是以往只可能是直流电机出现的伺服控制领域。随着电力半导体长足发展，变频器也随之不断进步。今变频器已深入我们的日常生活，随处可见其为我们服务的身影。本文从变频器的基础理论出发，对主要器件和开发环境进行分析，之后对硬件设计进行研究，主要包含变频器的总体结构、交流功率模块、变频控制模块等容的设计。在系统软件设计方面主要进行SPWM参数的计算和串行通信中断程序等容。希望本文的研究可以为我国变频器的研究带来具有价值的参考和借鉴。关键词：变频器；STC单片机；智

3、能功率模块(SPM)；SPWM.word.…...目录引言1第一章绪论21.1课题研究背景及意义21.2变频器的现状与发展方向31.3主要容4第二章逆变电路的拓扑结构及工作原理52.1逆变电路常用拓扑结构简介52.2变换电路常见拓扑结构的工作原理及其特点5第三章硬件系统设计93.1变换电路选择93.2主电路设计93.3SPWM逆变器的设计103.4控制电路设计123.5IGBT驱动电路设计123.6电压、电流、频率测量电路133.7键盘、显示电路14第四章系统软件设计184.1控制模块设计184

4、.2初始化程序224.3显示中断程序224.4显示子程序及键盘服务程序流程图23.word.…...第五章结论25参考文献26致27.word.…...引言变频电源顾名思义就是能够提供可调频率输出的电源，变频电源是这样一种设备，能够将交流电输入转换为用户所需要的电压和频率的正弦波输出的变换器。随着电力电子技术的发展，电子系统等设备种类繁多，与人们的工作和生活息息相关，变频电源成为不可缺少的优质、可靠的电源。由于在实际应用中，不用场合使用的设备对电源的参数要求不一样，同一个设备对电源参数的要求也是

5、会变换到，例如电气产品在测试阶段时，需要根据出口国家的市电电压和频率，在允许的波动标准围，测试电气产品的性能。因此，变频电源不仅有为不同设备提供电源的功能，还可以模拟不同国家的市电参数。传统的变频电源采用不控整流和变压变频逆变两级结构，只关注输出正弦波形的质量，电压和频率精度以及可靠性，基本上不会考虑系统输入端的电流是否会对电网造成谐波污染，是否向电网注入大量高频谐波电流。今天对变频电源除了有以上的要求外，还要求环保无污染，有源功率因数校正（APFC）技术的发展以及在开关电源上的成熟应用，可以有

6、效的解决这一问题，功率因数可以提高到0.9以上。有源功率校正器和逆变器的结合，同样也是两级结构，兼有不控整流和逆变两级结构控制上的优点，而且不仅可以提高系统的功率因数，有效的减少谐波污染，还可以提高中间直流环节的电压等级，扩大系统的电压输出围。.word.…...第一章绪论1.1课题研究背景及意义电源对于每一个人来说是一个既熟悉又抽象的名词，我们的衣食住行离不开电源，文化娱乐、办公学习、科学研究、工农业生产、国防建设、教育、环境保护、医疗卫生、交通运输、照明、通信、宇宙探索等等，哪一样也少不了电

7、源。只要用电就离不开电源。电子/电力电源的发展得力于电力电子技术的进步。进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件，首先是功率MOSFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年底，功率MOSF

8、ET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。.word.…...当前，电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实