0 引言

　　逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進行電能變換的裝置。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,，逆變電源的應(yīng)用越來越廣泛,，但應(yīng)用系統(tǒng)對逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求，因為電源的輸出波形質(zhì)量直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。

　　隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展,，以SPWM控制方式設(shè)計的逆變電源越來越受到青睞,。本文介紹的SPWM逆變電源就是采用PIC單片機來實現(xiàn)SPWM控制和正弦波方式輸出，而且電路簡單,，性能安全可靠,，靈活性強，同時可以降低諧波,，提高效率,。

　　1 SPWM逆變器結(jié)構(gòu)

　　逆變電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種形式，圖l所示是SPWM逆變電源的基本結(jié)構(gòu),，它主要由變壓器中心抽頭推挽式升壓電路,、逆變電路、濾波電路,、驅(qū)動電路和控制電路組成,。控制電路主要包括MCU控制器,、升壓控制,、電壓檢測和電流A／D檢測所示等電路組成。

　　2 SPWM逆變電源工作原理

　　本逆變器電源的前級采用SG3525來交替輸出兩路PWM信號以控制開關(guān)管,，然后經(jīng)過高頻變壓器升壓整流和LC濾波后產(chǎn)生400 V電壓,。再通過單片機編程產(chǎn)生等效正弦波的矩形脈沖波來控制逆變橋開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。從而使其工作在SPWM控制方式,。圖2所示是其逆變電路的電原理圖,。圖2中的左橋臂工作在高頻調(diào)制方式，即Q1和Q3按照SPWM開通：右橋臂工作在高頻調(diào)制方式,，即Q2和Q4按照SPWM開通,，最后經(jīng)過濾波得到正弦波。

　　3 SPWM正弦波脈寬調(diào)制方法

　　SPWM正弦脈寬調(diào)制法是采用調(diào)制波為正弦波,、載波為三角波的一種脈寬調(diào)制方法,，可廣泛應(yīng)用于逆變器電源上。SPWM的輸出波形控制算法有面積等效法,、自然采樣法,、對稱規(guī)則采樣法、不對稱規(guī)則采樣法等,，本文采用脈寬調(diào)制波的面積等效法來實現(xiàn)SPWM控制,。圖3所示是其SPWM波形圖，該方法將半個周期的正弦波波形分成N等分,，從而把該正弦波看成是由N個彼此相連的脈沖所組成,，這些脈沖寬度相等(都等于π／N),，幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線,，而是曲線,，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果能把這種脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替,，并使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦等分的中點重合,。且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦部分的面積脈沖量相等，那么,，就可以得到相應(yīng)的脈沖序列,。這樣，再使各脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化,，同時使矩形波與正弦波等效,，就可以實現(xiàn)SPWM正弦脈寬調(diào)制。

　　4 軟件設(shè)計

　　4．1 正弦波脈寬的生成

　　根據(jù)正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)的產(chǎn)生原理,，若把U=Urmsintωt正弦波在半周期內(nèi)N等分,，第i個等分段正弦波的面積為Si，則有：

　　若再使矩形波的幅值等于輸入正弦波的幅值Urm,，并使每段矩形波的面積等于對應(yīng)段的正弦波的面積,，那么，便可以得到矩形波脈寬的值為：

　　由于脈沖寬度是按照正弦波的規(guī)律變化,，故可把這些脈沖寬度DK的值編制成數(shù)值表,，再用單片機通過查表輸出脈沖序列。實驗時,，可采用載波頻率fc=25 kHz,，交流頻率fs=50 Hz，載波比N=fdfs來確定正弦波離散點的個數(shù),，即一個周期內(nèi)的脈沖個數(shù)(設(shè)N=500)。為了節(jié)省表的存儲空間,，實際編程時,，可保存半個周期內(nèi)的正弦波離散點，即保存N／2個點,，然后用交替的方式輸出SPWM波形來控制逆變橋的工作,。