单相正弦波逆变电源_毕业设计

毕业设计

单相正弦波逆变电源

摘要：本单相正弦波逆变电源的设计，以12V蓄电池作为输入，输出为36V、50Hz的标准正弦波交流电。该电源采用推挽升压和全桥逆变两级变换，在控制电路上，前级推挽升压电路采用SG3525芯片控制，闭环反馈；逆变部分采用驱动芯片IR2110进行全桥逆变，采用U3990F6完成SPWM的调制，后级输出采用电流互感器进行采样反馈，形成双重反馈环节，增加了电源的稳定性；在保护上，具有输出过载、短路保护、过流保护、空载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；输出交流电压通过AD637的真有效值转换后，再由STC89C52单片机的控制进行模数转换，最终将电压值显示到液晶12864上，形成了良好的人机界面。该电源很好的完成了各项指标，输入功率为46.9W，输出功率为43.6W，效率达到了93%，输出标准的50Hz正弦波。

关键词：单相正弦波逆变DC-DC DC-AC SPWM

Abstract: The single-phase sine wave inverter power supply design, battery as a 12V input and output for the 36V, 50Hz standard AC sine wave. The use of push-pull power booster and two full-bridge inverter transform，in the control circuit, the pre-boost push-pull circuit using SG3525 chip control,closed-loop feedback;inverter driver IC IR2110 in part to the use of full-bridge inverter using SPWM modulation U3990F6 completed,level after the use of current transformer output sampling feedback. The feedback link in the formation of a double and increase the stability of power. In protection, with output overload, short circuit protection, over current protection, the protection of multiple no-load protection circuit, which enhancing the reliability of the power supply and safety.AC voltage output of the AD637 True RMS through conversion, and then from the control of single-chip STC89C52 analog-digital conversion, the final value of the voltage to the liquid crystal display 12864 on the formation of a good man-machine interface. The completion of the power good indicators, input power to 46.9W, output power of 43.6W, the efficiency reached 93%, 50Hz sine wave output standards.

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Key words: Single-phase sine wave inverter DC-DC DC-AC SPWM

目录

1.系统设计 (4)

1.1设计要求 (4)

1.2总体设计方案 (4)

1.2.1设计思路 (4)

1.2.2方案论证与比较 (5)

1.2.3系统组成 (8)

2.主要单元硬件电路设计 (9)

2.1DC-DC变换器控制电路的设计 (9)

2.2DC-AC电路的设计 (10)

2.3 SPWM波的实现 (10)

2.4 真有效值转换电路的设计 (11)

2.5 保护电路的设计 (12)

2.5.1 过流保护电路的设计 (12)

2.5.2 空载保护电路的设计 (13)

2.5.3 浪涌短路保护电路的设计 (14)

2.5.4 电流检测电路的设计 (15)

2.6 死区时间控制电路的设计 (15)

2.7 辅助电源一的设计 (15)

2.8 辅助电源二的设计 (15)

2.9 高频变压器的绕制 (17)

2.10 低通滤波器的设计 (18)

3.软件设计 (18)

3.1 AD转换电路的设计 (18)

3.2液晶显示电路的设计 (19)

4.系统测试 (20)

4.1测试使用的仪器 (20)

4.2指标测试和测试结果 (21)

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4.3结果分析 (24)

5.结论 (25)

参考文献 (25)

附录1 使用说明 (25)

附录2 主要元器件清单 (25)

附录3 电路原理图及印制板图 (28)

附录4 程序清单 (39)

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1. 系统设计

1.1设计要求

制作车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输入单路12V 直流，输出220V/50Hz 。满载时输出功率大于100W ，效率不小于80%，具备过流保护和负载短路保护等功能。

1.2总体设计方案

1.2.1设计思路

题目要求设计一个车载通信设备用单相正弦波逆变电源，输出电压波形为正弦波。设计中主电路采用电气隔离、DC-DC-AC 的技术，控制部分采用SPWM （正弦脉宽调制）技术，利用对逆变原件电力MOSFET 的驱动脉冲控制，使输出获得交流正弦波的稳压电源。

1.2.2方案论证与比较

⑴ DC-DC 变换器的方案论证与选择

方案一：推挽式DC-DC 变换器。推挽电路是两不同极性晶体管输出电路无输出变压器（有OTL 、OCL 等）。是两个参数相同的功率BJT 管或MOSFET 管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务。电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推挽式拓扑结构原理图如图1.2.1所示。 D1D2Cin

+

Cout

Lo SW 2SW 1

T

控制

V CC G ND

+-

Vin Vout

反馈

图1.2.1 推挽式拓扑结构图 方案二：Boost 升压式DC-DC 变换器。拓扑结构如图1.2.2 所示。开关的开通和关断受外部PWM 信号控制，电感L 将交替地存储和释放能量，电感储能后使电压泵升，而电容out C