很多朋友都在談論逆變電源的事情，包括一些前輩用純硬件做出了純正弦波的逆變電源，前期也看到過很多大佬用單片機設(shè)計過逆變電源，這個項目我也打算用單片機實現(xiàn)逆變電源，如果大家支持的力度大后續(xù)完全開源。沒有辦法，這年頭不搞點硬貨沒有人愿意看帖，呵呵，玩笑了。

以下是個人前期的設(shè)計思路：

設(shè)計目標：

      300W左右   整機主要器件：單片機、MOS管、高頻變壓器等；

設(shè)計原理：

      采用單片機輸出2路（有死區(qū)時間）高頻PWM波形驅(qū)動MOS管把低壓12V直流電壓轉(zhuǎn)換為高壓直流穩(wěn)壓源，后級采用單片機輸出（有死區(qū)時間）SPWM波形驅(qū)動H橋，用LC電路濾波后輸出正弦波。加入按鍵控制、串口控制、輸出電壓電流顯示，前級電壓顯示，輸入電壓欠壓保護、過壓保護，顯示帶簡易界面，逆變電源能夠通過串口實現(xiàn)開關(guān)機，方便后續(xù)實現(xiàn)遠程控制。后續(xù)還打算加入上位機顯示，以及上位機控制。

設(shè)計難易分析如下

     死區(qū)問題：

      逆變電源前級升壓部分為推挽結(jié)構(gòu)，如果2個MOS管同時導通會出現(xiàn)問題；SPWM的高壓H橋部分也是如此，H橋的上管和下管同時導通也都會炸機或是產(chǎn)生大的開關(guān)損耗，再設(shè)計這兩個地方的時候就必須要考慮死區(qū)時間，避免同時導通。

對于單片機來說產(chǎn)生邊沿對齊的PWM比較容易，但是要產(chǎn)生具有死區(qū)時間的PWM波形就相對有難度了。并且要求是時時控制，PWM波形不能出現(xiàn)誤動作，要不然就有炸機的可能性。

     程序問題：

     程序必須具有實時性，程序中盡量少用延時程序，特別是程序再工作的時候必須要有足夠的實時性，以保證程序的穩(wěn)定。

SPWM逆變器結(jié)構(gòu)
    逆變電源的拓撲結(jié)構(gòu)有多種形式，下圖所示是SPWM逆變電源的基本結(jié)構(gòu)，它主要由變壓器中心抽頭推挽式升壓電路、逆變電路、濾波電路、驅(qū)動電路和控制電路組成。控制電路主要包括MCU控制器、升壓控制、電壓檢測和電流A/D檢測所示等電路組成。

	 

SPWM逆變電源工作原理
    本逆變器電源的前級采用STC15W4K單片機來交替輸出兩路PWM信號以控制開關(guān)管，然后經(jīng)過高頻變壓器升壓整流和LC濾波后產(chǎn)生400 V電壓。再通過STC15W4K單片機編程產(chǎn)生等效正弦波的矩形脈沖波來控制逆變橋開關(guān)管的導通和關(guān)斷。從而使其工作在SPWM控制方式。下圖所示是其逆變電路的電原理圖。下圖中的左橋臂工作在高頻調(diào)制方式，即Q1和Q3按照SPWM開通：右橋臂工作在高頻調(diào)制方式，即Q2和Q4按照SPWM開通，最后經(jīng)過濾波得到正弦波。

	 

SPWM正弦波脈寬調(diào)制方法
    SPWM正弦脈寬調(diào)制法是采用調(diào)制波為正弦波、載波為三角波的一種脈寬調(diào)制方法，可廣泛應用于逆變器電源上。SPWM的輸出波形控制算法有面積等效法、自然采樣法、對稱規(guī)則采樣法、不對稱規(guī)則采樣法等，本帖將采用脈寬調(diào)制波的面積等效法來實現(xiàn)SPWM控制。下圖所示是其SPWM波形圖，該方法將半個周期的正弦波波形分成N等分，從而把該正弦波看成是由N個彼此相連的脈沖所組成，這些脈沖寬度相等(都等于π/N)，幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果能把這種脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，并使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合。且使矩形脈沖和相應的正弦部分的面積脈沖量相等，那么，就可以得到相應的脈沖序列。這樣，再使各脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化，同時使矩形波與正弦波等效，就可以實現(xiàn)SPWM正弦脈寬調(diào)制。

	



	 



	


    由于脈沖寬度是按照正弦波的規(guī)律變化，故可把這些脈沖寬度DK的值編制成數(shù)值表，再用單片機通過查表輸出脈沖序列。