超声波驱鸟器设计太阳能电池逆变器部分
随着电力电子技术的迅猛发展，逆变技术广泛应用于电力系统、工业控制、光伏发电、交通运输、邮电通信、航空、航海交通运输、邮电通信等领域。特别是随着石油、煤和天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。利用新能源的关键技术--逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能，这些交流电能或者直接供负载使用，或者与电网并网发电。因此，逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。理论联系实际，将书本上所学到的知识与实际设计结合起来，学习电力电子基本理论，掌握单相电压型逆变器的工作原理和SPWM原理，并进行详细的设计分析，掌握其控制方式及在电力系统中的重要作用，学习软件开发及编程，能够控制逆变器实现开发功能。关键词 逆变器，逆变技术，单相电压型逆变器，SPWM原理，单片机
目 录
1 绪论 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.2 逆变器的发展及应用 1
1.3本文研究内容 2
2 电源逆变器原理及控制 2
2.1 逆变技术的概念 2
2.2逆变器的类型 3
2.3 逆变器工作原理 3
2.4逆变器调制方式 4
2.5 本章小结 5
3 电源逆变器硬件设计 6
3.1 逆变器系统结构 6
3.2逆变器变流主电路 6
3.3逆变器控制部分电路 8
3.4 本章小结 13
4 电源逆变器软件仿真 13
4.1软件仿真环境 13
4.2 本章小结 16
结论 17
致谢 18
参考文献 19
附录1 电路图 20
附录2 仿真程序 21
1 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
随着国内外生态环境的改善和人们保护鸟类的认识的提高，鸟类越来越多。但是鸟类的大量出现也带来了很多问题甚至严重的安全灾难，在航空领域，因为飞鸟撞击飞机造成的航空灾难比比皆是；在农、林业领域，飞鸟损害树木嫩芽、果实造成的经济损失累以数亿计。面对严峻的现实问题，颇切需要解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
决鸟类对人类生活的危害，需要设计一些驱鸟设施，安装在人类生活、生产最需要的地方。这些设施的总体数量会很多 ，同时也存在设施供电及耗电的问题。
逆变器也叫逆变电源，是一种能够进行电能转换的器件，当输入端的输的是直流电时，输出端就会输出交流电。它是通过一些功率开关管的开通和关断作用来实现直流输入交流输出【1】。
1.2 逆变器的发展及应用
逆变器中用到最多和最重要的电子器件是开关器件，开关器件在不断的，进而推动了逆变器的发展。在新型电子开关器件不断发展的前提下，逆变电源主要有以下发展阶段：
（1）传统阶段
在传统阶段，逆变器中常使用的开关器件是速度比较小的开关，这种开关的频率通常都是很小的，从而使得逆变器输出的电压波形非常不稳定，经常采用多重叠法来改善输出波形。
（2）高频阶段
在高频阶段，逆变器常使用的开关器件是速度比较大的开关，逆变器所使用的开关器件的频率也在逐步地增大，从而使得逆变器的输出波形越来越稳定，通常采用PWM法来改善输出波形，已经能够输出质量比较高的正弦波波形。
（3）高效阶段
在高效阶段，要实现的目标是增强逆变器的综合控制性能，使得逆变器往高层次的方向发展。在这个阶段，逆变器已经发展成为能够快速缩小体积的高效率的逆变器。
逆变技术的多样化发展促使逆变电源向多样化发展，从而使得逆变电源的应用领域不断扩大，现在主要应用领域有：太阳能发电和风能发电领域、卫星通信设备和工业设备领域、医疗救护车和警车领域等等。
逆变技术的应用很广，主要应用在这几个方面：
（1）新能源的开发和利用：研究风力发电、太阳能发电
（2）交流电机调速用变频器
（3）不间断电源UPS：主要是对仪表仪器的电压、电流进行一个标准化。逆变技术快速地发展，推动UPS向更高的层次发展
（4）补偿市电电网的谐波
1.3本文研究内容
本文研究的内容是：设计一个太阳能电池逆变器电路，采用PWM（脉宽调制），实现DCACDC变换，把12V直流电变为3V、5V两种直流电源，功率不低于50W。
总体结构设计：
2 电源逆变器原理及控制
2.1 逆变技术的概念
经过特殊的电路把各种标准的直流电源转换为用电对象所需要的各种规格的交流电源，这种对应于整流的逆向过程，称为逆变。
逆变电路就是将直流电能变换为交流电能的变换电路。该电路的作用是通过控制开关器件(如 SCR、GTO、GTR(电力晶体管)、IGBT和MOSFET 等）的开通和关断，把直流电能转变为交流电能【4】。由MOSFET、GTR等这种开关频率大的开关器件构成的逆变电路，它的逆变效率还是非常显著的。因为逆变器的逆变效率与它的开关器件的频率有很大的关系，如果开关频率变大的话，逆变的效率也会随之变得越来越大。因此为了使得得到比较高的逆变效率，在电路中常选用开关频率比较大的开关器件。在某些情况下，相同的电路可以用作整流器，也可以用作逆变器，这个电路被称为变流电路。
逆变电源就是能够完成逆变并对外提供电能的设备【4】。逆变电源一般由直流电源和逆变电路组成，这是主要部分，还有其他一些部分，例如滤波电路、整流电路部分。
2.2逆变器的类型
逆变器的种类有很多，可以按照逆变器中一些器件、电路的各种各样的特点对它做一个分类，下面就简单的说一下几种分类：
（1）按逆变器输出相数可分为：单相逆变器和三相逆变器。大多数还是选择用单相逆变器，因为它的电路比三相的简单。
（2）按逆变器的主电路结构形式可分为：单端式逆变器、推挽式逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器【4】。
（3）按直流电源可分为：电压源型逆变器和电流源型逆变器【5】。
目 录
1 绪论 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.2 逆变器的发展及应用 1
1.3本文研究内容 2
2 电源逆变器原理及控制 2
2.1 逆变技术的概念 2
2.2逆变器的类型 3
2.3 逆变器工作原理 3
2.4逆变器调制方式 4
2.5 本章小结 5
3 电源逆变器硬件设计 6
3.1 逆变器系统结构 6
3.2逆变器变流主电路 6
3.3逆变器控制部分电路 8
3.4 本章小结 13
4 电源逆变器软件仿真 13
4.1软件仿真环境 13
4.2 本章小结 16
结论 17
致谢 18
参考文献 19
附录1 电路图 20
附录2 仿真程序 21
1 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
随着国内外生态环境的改善和人们保护鸟类的认识的提高，鸟类越来越多。但是鸟类的大量出现也带来了很多问题甚至严重的安全灾难，在航空领域，因为飞鸟撞击飞机造成的航空灾难比比皆是；在农、林业领域，飞鸟损害树木嫩芽、果实造成的经济损失累以数亿计。面对严峻的现实问题，颇切需要解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
决鸟类对人类生活的危害，需要设计一些驱鸟设施，安装在人类生活、生产最需要的地方。这些设施的总体数量会很多 ，同时也存在设施供电及耗电的问题。
逆变器也叫逆变电源，是一种能够进行电能转换的器件，当输入端的输的是直流电时，输出端就会输出交流电。它是通过一些功率开关管的开通和关断作用来实现直流输入交流输出【1】。
1.2 逆变器的发展及应用
逆变器中用到最多和最重要的电子器件是开关器件，开关器件在不断的，进而推动了逆变器的发展。在新型电子开关器件不断发展的前提下，逆变电源主要有以下发展阶段：
（1）传统阶段
在传统阶段，逆变器中常使用的开关器件是速度比较小的开关，这种开关的频率通常都是很小的，从而使得逆变器输出的电压波形非常不稳定，经常采用多重叠法来改善输出波形。
（2）高频阶段
在高频阶段，逆变器常使用的开关器件是速度比较大的开关，逆变器所使用的开关器件的频率也在逐步地增大，从而使得逆变器的输出波形越来越稳定，通常采用PWM法来改善输出波形，已经能够输出质量比较高的正弦波波形。
（3）高效阶段
在高效阶段，要实现的目标是增强逆变器的综合控制性能，使得逆变器往高层次的方向发展。在这个阶段，逆变器已经发展成为能够快速缩小体积的高效率的逆变器。
逆变技术的多样化发展促使逆变电源向多样化发展，从而使得逆变电源的应用领域不断扩大，现在主要应用领域有：太阳能发电和风能发电领域、卫星通信设备和工业设备领域、医疗救护车和警车领域等等。
逆变技术的应用很广，主要应用在这几个方面：
（1）新能源的开发和利用：研究风力发电、太阳能发电
（2）交流电机调速用变频器
（3）不间断电源UPS：主要是对仪表仪器的电压、电流进行一个标准化。逆变技术快速地发展，推动UPS向更高的层次发展
（4）补偿市电电网的谐波
1.3本文研究内容
本文研究的内容是：设计一个太阳能电池逆变器电路，采用PWM（脉宽调制），实现DCACDC变换，把12V直流电变为3V、5V两种直流电源，功率不低于50W。
总体结构设计：
2 电源逆变器原理及控制
2.1 逆变技术的概念
经过特殊的电路把各种标准的直流电源转换为用电对象所需要的各种规格的交流电源，这种对应于整流的逆向过程，称为逆变。
逆变电路就是将直流电能变换为交流电能的变换电路。该电路的作用是通过控制开关器件(如 SCR、GTO、GTR(电力晶体管)、IGBT和MOSFET 等）的开通和关断，把直流电能转变为交流电能【4】。由MOSFET、GTR等这种开关频率大的开关器件构成的逆变电路，它的逆变效率还是非常显著的。因为逆变器的逆变效率与它的开关器件的频率有很大的关系，如果开关频率变大的话，逆变的效率也会随之变得越来越大。因此为了使得得到比较高的逆变效率，在电路中常选用开关频率比较大的开关器件。在某些情况下，相同的电路可以用作整流器，也可以用作逆变器，这个电路被称为变流电路。
逆变电源就是能够完成逆变并对外提供电能的设备【4】。逆变电源一般由直流电源和逆变电路组成，这是主要部分，还有其他一些部分，例如滤波电路、整流电路部分。
2.2逆变器的类型
逆变器的种类有很多，可以按照逆变器中一些器件、电路的各种各样的特点对它做一个分类，下面就简单的说一下几种分类：
（1）按逆变器输出相数可分为：单相逆变器和三相逆变器。大多数还是选择用单相逆变器，因为它的电路比三相的简单。
（2）按逆变器的主电路结构形式可分为：单端式逆变器、推挽式逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器【4】。
（3）按直流电源可分为：电压源型逆变器和电流源型逆变器【5】。
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