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单片机逆变电源设计+电路图+原理图+主程序及流程图

更新时间:2010-10-28:  来源:毕业论文

单片机逆变电源设计+电路图+原理图+主程序及流程图
本课题技术目标:实现对小型移动逆变电源的数字式控制,在单片微处理器的控制下对12V直流电逆变成输出220V、50Hz稳压、稳频的单相交流电,电压波形失真度小于3%。
摘要 由于逆变电源应用越来越广泛,对供电质量的要求不断提高,应用模拟控制控制逆变电源的研究与应用已经发展多年,非常成熟,但它仍存在许多不足之处。随着DSP(数字信号处理器)的出现和发展,数字控制系统以其通用性强、抗干扰能力强、控制规律灵活、可实现先进控制算法和便于实时控制等优点被越来越多的应用与逆变电源的控制领域,并且已经成为当今电源技术研究的热点。
本设计要求输入电压为12VDC,输出电压为220VAC,频率为50Hz,额定输出功率≥200W,并有输入过压、过热保护,输出过压保护。
    设计中主要包含了逆变器的主电路和驱动电路、整流电路(即单片机供电电路)、SPWM控制信号发生电路、显示电路以及A/D采集和温度采集电路等。该电源采用推挽升压和全桥逆变两级变换,前后级之间完全隔离。在控制电路上,前级推挽升压电路采用SG3525芯片控制,采样变压器绕组电压做闭环反馈;逆变部分采用单片机数字化SPWM控制方式,采样直流母线电压做电压前馈控制,同时采样电流做反馈控制;在保护上,具有输入过、欠压保护,输出过载、短路保护,过热保护等多重保护功能电路,增强了该电源的可靠性和安全性。
随着电机控制专用芯片的出现和控制理论的普遍发展,逆变电源技术朝着全数化智能化及网络化的方向发展,逆变电源的数字控制技术发生了一次大飞跃。逆变电源数字化控制的优点在于各种控制策略硬件电路基本是一致的,要实现各种控制策略,无需变动硬件电路,只需修改软件即可,大大缩短了开发周期,而且可以应用一些新型的复杂控制策略,各电源之间的一致性很好,这样为逆变电源的进一步发展提供了基础,而且易组成可靠性高的大规模逆变电源并联运行系统。关键词:逆变电源;单片机;SPWM控制
Inverter power supply design based on single chip Abstract
As the inverter is widely applied to the supply and demand for improved control of analog control inverter applications research and application has been developed for many years, very mature, but it is still much to be desired. With the DSP (digital signal processor) the emergence and development of digital control system for its versatility, anti-interference ability, control law flexible deployment, advanced control algorithms and real-time control to facilitate the advantages of being more and more applications and inverter control areas, and has become the Power of research.
The design requirements of the input voltage is 12VDC, the output voltage is 220VAC, frequency 50Hz, rated output power ≥ 200W, and have input over-voltage, over-temperature protection, output overvoltage protection.
    Mainly includes the design of the inverter main circuit and driver circuit, rectifier circuit (ie, single chip power supply circuit), SPWM control signal generation circuit, display circuit and A / D acquisition and temperature measurement 无耻悲鄙下流的网"学.网总是抄六,维^论,文.网http://www.lwfree.cn sampling voltage DC bus voltage feedforword control, and sample current as feedback control; in the protection on, with input over, under voltage protection, output overload, short circuit protection, thermal protection, multiple protection circuit, and enhance the reliability of the power and security.
With the emergence of special chip motor control and control theory of universal development towards the full inverter technology and networking of intelligent direction, the digital control of inverter there was a big leap. Inverter digital control has the advantage of a variety of hardware control strategy is basically the same, to achieve a variety of control strategies without the need for hardware changes, simply modify the software can significantly shorten the development cycle, and can apply some new complex control strategy, a good consistency between the various power supply, such as the inverter provides a basis for further development, and high reliability and easy to form large-scale inverter parallel operation system. Keywords: Inverters; SCM; SPWM control
目    录

引言 1
第1章 绪论 2
1.1 逆变电源发展概述 2
1.2 课题选题背景以及意义 3
1.3 本文的主要研究内容 3
第2章 逆变电源工作原理分析 5
2.1 逆变系统基本结构和变换电路 5
2.2脉宽调制技术及其控制方法 7
第3章 系统硬件的设计 9
3.1 电源整体结构 9
3.2 逆变电路设计 9
3.2.1推挽升压电路设计 9
3.2.2 全桥逆变电路设计 10
3.2.3光耦隔离驱动电路 12
3.2.4 输出LC滤波电路 13
3.2.5 信号采集电路 14
3.2.6 电路电源部分 14
3.3.控制电路的组成及工作原理 15
3.3.1 AT89C52单片机 16
3.3.2  A/D转换电路 18
3.3.3  SA828的介绍 20
第4章 系统软件的设计 25
4.1 初始化程序 25
4.2 主程序 25
4.3  SA828初始化及控制子程序 26
4.4 ADC0809的控制及数据处理子程序 27
4.5 输出频率测试计算子程序部分 29
结论与展望 34
致    谢 35
参考文献 36
附   录 37
插图清单
图1- 1单一的电压有效值反馈控制方法 2
图2- 1 逆变系统的结构 5
图2- 2  正弦PWM调制原理 5
图2- 3 (a)电子开关                        (b)逆变器一个桥臂的构成 6
图2- 4 (a)单相半桥(b)单相全桥(c)三相全桥逆变器电路结构 7
图2- 5 正弦调制矩形脉冲调制序列波 7
图2- 6 双极性PWM控制原理 8
图3- 1   控制系统原理框图 9
图3- 2 推挽式DC/DC变换电路 10
图3- 3  7MBP25RA120(IPM)引脚图 11
图3- 4 外围驱动电路 12
图3- 5 ALM信号输出接口 13
图3- 6  LC滤波电路 13
图3- 7 电压信号调理电路 14
图3- 8 逆变系统的电源部分 15
图3-9  控制部分电路图 16
图3- 10  AT89C52引脚图 17
图3- 11  ADC0809引脚图 19
图3- 12  AD0809与单片机的连接电路 20
图3- 13  SA828引脚图 21
图3- 14  SA828与单片机的电路连接图 24
图4- 1 主程序流程图 25
图4- 2  SA828程序流程图 26
图4- 3  ADC0809程序流程图 28
图4- 4  中断子程序流程图 30,1616

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