正弦波输出的单相逆变电源设计
摘 要随着电子产品在现代社会的飞速发展，电子设备必须应用于人类生活的各个方面。必须使用电气设备来切断电力。电力是由电力供应的，人们对电力的需求越来越高。人们对电力的需求越来越高、细致。近年来，电子和自动化技术的发展及其对运营绩效的要求越来越高。逆变技术在各个领域的应用越来越广泛，对供电的需求也越来越高。因此，逆变器也被各个领域的公众所接受。传统的正弦波逆变器是一种连续控制的正弦波逆变器。本设计主要完成内容有:DC-DC变换电路、控制电路、整流滤波电路、输出逆变电路、过流保护电路、空载检测电路、电流检测电路和死区时间控制电路，以及控制整个电路的程序软件系统的先用升压变压器将12V直流电压升压至312V，调节信号脉宽我们用SG3525芯片，因为它含有输出电压反馈，但是这样就会使输出的SPWM信号没有死区时间，所以必须要增加死区时间控制电路和逆变桥控制电路，死区时间控制电路可以使输出的正弦波不至于失真，而逆变桥控制电路则用来驱动全桥逆变电路两旁的场效应管，使用的是IR2110芯片，再对输出的电压进行有效值转换，将其有效值达到36V左右，最后有过流和空载保护，对整个电路起到保护作用。如果电流过大，使电路不输出电流，或者在空载状态下，电路不会工作。通过Keil软件将电路的输出电压通过STC89C52单片机来控制输出电压将其显示到液晶显示屏上。本设计在实际生活中有非常多的应用，希望今后逆变电源的道路会发展得更好。
Key words: SG3525 chip; IR2110 driver chip; AD637 chip; STC89C52 chip. 目 录
1 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外的研究与发展 2
1.3 课题研究内容 2
2 系统总体方案设计 4
2.1 系统结构设计 4
2.2 系统整体思路 4
3 系统硬件电路设计 6
3.1 DCDC变换电路 6
3.2 控制电路设计 6
3.3 整流滤波电路 8
3.4 输出逆变电路 9
3.5 过流保护电路 10
3.6 空载检测电路 11
3.7 电流检测电路 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.8 死区时间控制电路 12
4 系统软件设计 14
4.1 软件程序的设计 14
5 系统调试 16
5.1 硬件电路焊接图 16
6 总结与展望 18
6.1 课题总结 18
6.1.1输出功率的测试 18
6.1.2过流保护的测试 18
6.1.3空载待机功能测试 19
6.1.4输出电压范围的测试 19
6.1.5结果分析 19
6.2 课题展望 20
参考文献 21
致 谢 22
附录A 主要元器件清单 24
附录B 电路原理图 27
绪论
选题的目的和意义
由于现代社会科技发展异常迅猛，人们的日常生活中越来越离不开电子产品的使用，只要是使用电子产品都会涉及到充电的问题，都需要电源提供用电，而且突然断电可能会导致电子产品的损坏，这也就使得我们对电源的要求提高了。而逆变电源在电源领域的应用越来越广泛，但传统的逆变电源越来越难满足生活的需求，本设计根据这个问题进行研究解决，得到轻便、功耗低的逆变电源，旨在为大众生活提供便利的原则来进行。
传统的逆变电源工作效率不高，是因为所需的变压器还有滤波器都是笨重的，所以在发展过程中，人们越来越注重逆变电源的体积和重量，经过这些年的努力，逆变电源己经具有小体积、重量轻、高功率、产生热能少、性能更具稳定性等优点，并逐渐取代传统的逆变电源，也越来越多的运用到了人们的生活，这也使得逆变电源的发展得到了更好的提高。
目前市场上正弦波逆变电源中采用MOSFET管，这样的逆变电源开关频率低，所以为了提高开关频率，必须采取更加高效的开关器件。而且高频化和高可靠性也是现在人们对逆变电源的基本要求，逆变电源所使用的器材比传统电源要少数十倍，所以更加地安全可靠，而且也使逆变电源的使用寿命加长了。所以，逆变电源要在设计方面下功夫，要想着尽可能减少所使用的元器件，并且使集成度提高。这样就解决了电路繁复冗杂、可靠性不高的问题，也增加了各种保护电路的措施并且简化了电路，提高逆变电源的性能。
总之，人们在制作逆变电源的领域里，边在逆变电源内部下功夫，又在元件方面开发新的，更加理想化的元器件，从内外两方面相互促进着逆变电源的发展，使得逆变电源更加先进。
在正弦波逆变器领域，人们在低损耗电路技术的研究中正在开发新的元件。二者在每年两位数的市场增长率下，促进和促进正弦波逆变电源向小、薄、高频、低阴影、高可靠性的方向发展。此外，本课题也具有较高的研究意义：
（1）输出的电流和电压便于调节，工作效率，输出时间也可控，人们使用起来也更加得心应手。
（2）在停电或其他功率消耗变化的情况下，电池中的直流电源可以转换成交流电源或其他形式的直流电源，这样就不会影响到我们的工作和生活。
（3）体积可减少，节省了大量的耗材，因为尤其是电气产品，变压器的重量和大小会影响电气设备的体积和重量，所以把变压器的体积和重量减小就相当于使电气设备的重量和体积减小，就会使功率增加。
（4）采用变频技术的电源也可以节省能源，因为它体积小，重量轻使其更加优越。
随着电力技术的发展，电力技术发展蒸蒸日上，因此，这一课题在现实生活中值得研究。
国内外的研究与发展
逆变电源是用电力电子技术来变换电能的装置，由输入的直流电或者交流电转换成稳压的交流电的应用，在许多学科领域都有重大的利用，是现在电力电子技术和科研项目研究的热点，也是未来本领域的突破方向。
在国际上，发达国际如欧美、日本等国家研发比较早，所以外国厂商优势很大，具有使用寿命长，故障少，工作效率高等特点。尤其在大功率逆变电源方面，实用性非常强，所以现在许多国家都对其进行了研究。
逆变电源出现于二十世纪六十年代，这个时候正是电子电路技术开始突飞猛进发展得时代，截止到现在，逆变电源己经发展了三个阶段：
第一代为可控硅逆变电源。但由于电路复杂、噪声大、过于笨重、工作效率不高等原因限制了它的进—步发展。
第二代采用自关断器件。这样确实让逆变电源的性能得到很大的提升，因为把电路简化了，但局限性也十分明显。
第三代逆变电源是专门针对第二代的局限性提出来的，用实时反馈控制技术来提高逆变电源的性能。
我们的逆变电源中最核心的部分就是逆变器和它的控制系统，虽然这些是目前正在研究并已经很成熟的东西，但这些方法实现起来还是有些困难的，所以人类在逆变电源的研究上还需有更大的进展。
Key words: SG3525 chip; IR2110 driver chip; AD637 chip; STC89C52 chip. 目 录
1 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外的研究与发展 2
1.3 课题研究内容 2
2 系统总体方案设计 4
2.1 系统结构设计 4
2.2 系统整体思路 4
3 系统硬件电路设计 6
3.1 DCDC变换电路 6
3.2 控制电路设计 6
3.3 整流滤波电路 8
3.4 输出逆变电路 9
3.5 过流保护电路 10
3.6 空载检测电路 11
3.7 电流检测电路 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.8 死区时间控制电路 12
4 系统软件设计 14
4.1 软件程序的设计 14
5 系统调试 16
5.1 硬件电路焊接图 16
6 总结与展望 18
6.1 课题总结 18
6.1.1输出功率的测试 18
6.1.2过流保护的测试 18
6.1.3空载待机功能测试 19
6.1.4输出电压范围的测试 19
6.1.5结果分析 19
6.2 课题展望 20
参考文献 21
致 谢 22
附录A 主要元器件清单 24
附录B 电路原理图 27
绪论
选题的目的和意义
由于现代社会科技发展异常迅猛，人们的日常生活中越来越离不开电子产品的使用，只要是使用电子产品都会涉及到充电的问题，都需要电源提供用电，而且突然断电可能会导致电子产品的损坏，这也就使得我们对电源的要求提高了。而逆变电源在电源领域的应用越来越广泛，但传统的逆变电源越来越难满足生活的需求，本设计根据这个问题进行研究解决，得到轻便、功耗低的逆变电源，旨在为大众生活提供便利的原则来进行。
传统的逆变电源工作效率不高，是因为所需的变压器还有滤波器都是笨重的，所以在发展过程中，人们越来越注重逆变电源的体积和重量，经过这些年的努力，逆变电源己经具有小体积、重量轻、高功率、产生热能少、性能更具稳定性等优点，并逐渐取代传统的逆变电源，也越来越多的运用到了人们的生活，这也使得逆变电源的发展得到了更好的提高。
目前市场上正弦波逆变电源中采用MOSFET管，这样的逆变电源开关频率低，所以为了提高开关频率，必须采取更加高效的开关器件。而且高频化和高可靠性也是现在人们对逆变电源的基本要求，逆变电源所使用的器材比传统电源要少数十倍，所以更加地安全可靠，而且也使逆变电源的使用寿命加长了。所以，逆变电源要在设计方面下功夫，要想着尽可能减少所使用的元器件，并且使集成度提高。这样就解决了电路繁复冗杂、可靠性不高的问题，也增加了各种保护电路的措施并且简化了电路，提高逆变电源的性能。
总之，人们在制作逆变电源的领域里，边在逆变电源内部下功夫，又在元件方面开发新的，更加理想化的元器件，从内外两方面相互促进着逆变电源的发展，使得逆变电源更加先进。
在正弦波逆变器领域，人们在低损耗电路技术的研究中正在开发新的元件。二者在每年两位数的市场增长率下，促进和促进正弦波逆变电源向小、薄、高频、低阴影、高可靠性的方向发展。此外，本课题也具有较高的研究意义：
（1）输出的电流和电压便于调节，工作效率，输出时间也可控，人们使用起来也更加得心应手。
（2）在停电或其他功率消耗变化的情况下，电池中的直流电源可以转换成交流电源或其他形式的直流电源，这样就不会影响到我们的工作和生活。
（3）体积可减少，节省了大量的耗材，因为尤其是电气产品，变压器的重量和大小会影响电气设备的体积和重量，所以把变压器的体积和重量减小就相当于使电气设备的重量和体积减小，就会使功率增加。
（4）采用变频技术的电源也可以节省能源，因为它体积小，重量轻使其更加优越。
随着电力技术的发展，电力技术发展蒸蒸日上，因此，这一课题在现实生活中值得研究。
国内外的研究与发展
逆变电源是用电力电子技术来变换电能的装置，由输入的直流电或者交流电转换成稳压的交流电的应用，在许多学科领域都有重大的利用，是现在电力电子技术和科研项目研究的热点，也是未来本领域的突破方向。
在国际上，发达国际如欧美、日本等国家研发比较早，所以外国厂商优势很大，具有使用寿命长，故障少，工作效率高等特点。尤其在大功率逆变电源方面，实用性非常强，所以现在许多国家都对其进行了研究。
逆变电源出现于二十世纪六十年代，这个时候正是电子电路技术开始突飞猛进发展得时代，截止到现在，逆变电源己经发展了三个阶段：
第一代为可控硅逆变电源。但由于电路复杂、噪声大、过于笨重、工作效率不高等原因限制了它的进—步发展。
第二代采用自关断器件。这样确实让逆变电源的性能得到很大的提升，因为把电路简化了，但局限性也十分明显。
第三代逆变电源是专门针对第二代的局限性提出来的，用实时反馈控制技术来提高逆变电源的性能。
我们的逆变电源中最核心的部分就是逆变器和它的控制系统，虽然这些是目前正在研究并已经很成熟的东西，但这些方法实现起来还是有些困难的，所以人类在逆变电源的研究上还需有更大的进展。
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