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设 计 报 告 设计者：林东 刘丽玲 温定贤 指导教师：周小方老师 日期：2008 年 8 月 30 日 单相 SPWM 逆变电源 摘要 本设计以 PIC16F877A 单片机为核心，利用面积等效法生成 SPWM 波，通 过控制逆变器件的工作状态实现对输出的控制， 从而得到频率和大小都可调的正 弦交流电。该逆变电源输出的正弦交流电精度高，性能稳定，实用价值高。 关键词： PIC16F877A、面积等效、逆变 1 系统设计 1.1 方案论证 根据设计要求， 电路的主要功能是将输入的单相交流电先转变成直流电， 再 通过逆变电路和控制电路将直流电转变成大小和频率都可调的单相交流电， 即为 交直交变频电路。因此系统主要应包括两部分：逆变电路和驱动电路。 1、逆变电路 [1] 逆变电路主要是通过控制回路输出宽度按正弦规律变化的脉冲来控制开关 器件的通断， 从而输出正弦波。 由于交直交变频器主要用于交流电机的调速， 即 负载为阻感负载， 系统运行时需要消耗无功功率， 而采用全桥逆变电路可以实现 能量的双向流动， 由交流侧向直流侧反馈无功能量， 故逆变电路采用单相全桥逆 变电路。 2、驱动电路 设计电路时逆变器件采用的是场效应管 IRF840，它的栅源极之间有一个 2000pF 左右的极间电容，为快速建立驱动电压，则要求驱动电路的输出电阻很 小。而且 IRF840 开通时栅源极的驱动电压为 +12V ～+18V ，关断时需施加一定 幅值的负驱动电压，约为－ 3V ～0V ，因此驱动电路主要由晶体管电路组成，通 过输入信号来控制晶体管的导通与关断， 提供相应的驱动电压， 保证场效应管快 速有效的通断。 1.2 系统框图 根据题目要求和方案论证， 本设计的系统框图如图 1.1 所示。输入的交流电 经整流、滤波后输出直流电， 作为逆变电路的工作电源。 当键盘有键对输出电压 的频率和调制比进行预置时， PIC16F877A 单片机把所预置的数值送到数码管进 行显示，同时通过内部的软件设计输出幅度相等、 宽度按正弦规律变化的脉冲波， 通过控制逆变电路的工作状态，得到规则的正弦波。 按键电路 PIC16F877A 控制回路 交流电 单片机 显示电路 逆变电路 整流滤波电路 图 1.1 系统框图