单相正弦波变频电源摘要:本设计是通过模拟和数字的方法来产生SPWM信号。
采用89C51单片机产生正弦波基波,采用NE555芯片产生高度线性等腰三角波载波。
基波和载波通过高速电压比较器LM311比较产生与之对应的SPWM驱动信号。
SPWM 驱动信号经整形电路、死区电路、驱动功放隔离电路完成对全桥场效应管的开通和关断,从而完成将直流电压逆变成所需频率的正弦交流电。
而调压电路采用前级DC-DC独立调压来实现,实现直流稳压。
改变单片机正弦波输出频率来实现逆变输出SPWM交流调频的功能。
采用芯片AD637对输出电压、电流进行真有效值变换,经A/DTLC549变换后送单片机处理,实时对逆变输出进行监控,保证输出电压的稳定性。
输出电压波形为正弦波,输出频率可变,能够测量和显示电源输出电压、电流、具有过流保护、过压保护电路、空载报警电路等。
同时基于UC3845多路隔离反击式开关电源为系统供电。
在研究和设计的基础上制作了样机,完成了大部分的调试工作,达到了预期的目的。
关键词:升压;场效应管;检测电路;逆变Abstract:The SPWM signal is produced by the way of analog and digita in the design.The fundamental wave is produced by 89C51 chip,and the sine t riangle carrier wave is produced by NE555 chip.SPWM drive signal is generated by the high-speed voltage comparator LM311. The turn-on and turn-off of mosfet are controlled by SPWM drive signal from the shaping circuit, the dead zone circuit, the power am plifier circuit to bring out the required frequency of the sinusoidal alternating current in DC/AC convertion.The voltage regulating circuit uses DC-DC independent voltage regulating to realize, Change the frequence of the sine wave that is the output of the MCU will realize the function of inverse output SPWM AC frequency modulation .Use AD637 to complete voltage and current true effective value transform and then send the result to A/DTLC549. Through AD exchange the output will be send to the MCU to be processed,according to the result to monitor the inverse output and to ensure the stability of the output voltage. The waveform of the output voltage is sine-wave,its frequence can be changed.The voltage and current of the Power source can be e over-current and over-voltage protection circuit, an o-load alarm circuit and smeasured and the result can be displayed on the LCD.The power source include tho on. At the same time use multi-channel isolate Counter type switch power as system power supply.On the basis of research and design,a prototype of principle is produced.the most of debugging of the whole system is completed.Keyword:boost;mosfet;detection circuit;inverter毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见目录1 系统设计 (1)1.1 方案比较 (1)1.1.1 整流滤波电路方案 (1)1.1.2 斩波电路方案 (2)1.1.3逆变电路方案 (3)1.1.4 MOSFET驱动电路方案 (3)1.1.5 测量有效值电路方案 (5)1.1.6 SPWM波产生方案 (5)1.1.7 变频电源基本结构方案 (6)1.1.8 辅助电源方案 (7)1.2 方案论证 (8)1.2.1 总体思路 (8)1.2.2 设计方案 (8)2 单元电路的设计与说明 (10)2.1 交流电源整流滤波电路 (10)2.2 斩波升压功率模块 (10)2.2.1 推挽式开关电源特点 (10)2.2.2 推挽式开关电源的工作原理 (11)2.2.3 基于TL494的推挽式开关电源稳压原理 (13)2.3.4 推挽式开关电源电路参数设计 (15)2.3 三角波产生电路 (22)2.4 正弦波产生电路 (26)2.4.1 工作原理 (26)2.4.2 单元电路设计 (26)2.5 逆变及驱动电路 (29)2.5.1 逆变及驱动电路整体思路即基本思路 (29)2.5.2 SPWM调制方法及特点 (33)2.6 LC滤波器设计 (36)2.7 真有效值转换电路 (38)2.8 辅助供电电源设计 (38)2.9 过压保护电路 (44)2.10 欠压保护电路 (44)2.12 过流保护 (45)3软件设计 (47)3.1软件设计概述 (47)3.1.1软件设计流程图 (47)4 实物的制作与调试 (48)4.1实物制作 (48)4.1.1 EMI整流滤波电路 (48)4.1.2基于TL494推挽式升压电路模块 (48)4.1.3 SPWM驱动信号电路模块 (49)4.1.4 全桥逆变桥电路 (50)4.1.5 基于UC3845隔离多路输出辅助电源 (51)4.2作品的调试方法 (51)4.2.1EMI整理滤波电路 (51)4.2.2基于TL494推挽式升压电路 (51)4.2.3 SPWM驱动信号电路 (52)4.2.3 UC3845反击辅助电源电路 (52)参考文献 (53)谢辞 (54)附录I (55)附录II (60)附录III (63)1 系统设计近年来,随着人类社会和科学的进步以及对物质水平要求的增高,地球的不可再生资源正面临着开发殆尽的境地。
因此基于地球可持续发展的目的,世界上很多国家都在大力发展节能减排和新能源项目的研发和利用。
而提到节能减排和新能源开发利用,我们不得不提到逆变电源。
逆变电源可实现输出交流电压的变频、调幅的功能以及利用太阳能转变的电能并入到电网中的功能。
众所周知,电机是世界电能消耗的主要设备。
电机的调速控制技术的进步可以提高电机的运行效率,而电机调速采用逆变电源的变频调速的控制技术在最近些年来得到了广泛的应用。
采用这种相较与以往的电机控制技术大大提高了电能利用效率。
同时在新能源方面,太阳能发电技术广泛推广使得人类利用绿色能源迈出了重要的一部,而在这里首当其冲的是光伏并网的设计。
因此逆变电源的应用显得至关重要。
总之逆变电源在未来人类节能领域将起着非常重要的作用,其应用产前景无限美好。
然而随着对逆变电源性能和效率的要求不断提高,其设计难度也将越来越大。
对于即将毕业的大学生来说,熟悉逆变电源的设计原理和设计流程是很重要的。
逆变电源本身涉及很多大学专业课的很多内荣,包括;模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、电力电子技术、大学物理等学科。
这就要求学生对这些相关内容右足够深的认识,通过毕业设计加深对所学知识的认识。
1.1 方案比较1.1.1 整流滤波电路方案方案一:半波整流,用的就是一个二极管就能完成,利用二极管的单向导通性。
当人们想把交流电变成直流电是就需此电路。
因交流电流动方向是反复交替变化的电流,而直流电是单方向流动,人们就利用二极管单向导电性将电流转换为一个方向的电流,半波整流用一个二极管,所以出来的电流一半有一半没有称半波整流,用在对直流电要求不是很严格的场合。