针对现代电源变频调幅的要求，提出了运用PIC16F873发生SPWM波操控IR2136触发IGBT发生PWM波效果于逆变器发生规范的正弦波形，然后完成变频调幅。一起运用AD模块对逆变桥输出进行采样并进行滤波处理，完成对体系的PI闭环操控。经过MATLAB中的SIMULINK组件进行仿真剖析，成果表明此计划输出电压动态呼应速度快，具有杰出的精度操控及实时性、波形失真小、可靠性高。
跟着科学技能的前进，电源质量越来越成为各种电气设备正常和杰出作业的根底。电源技能范畴的一个继续的研讨课题便是研讨作为电子信息产业命脉的电源的可靠性和安稳性。
而逆变器作为电源的中心部分，其调制技能很大程度上决议了电源输出电压的质量。现在最常用的调制技能是正弦脉宽调制(SPWM)。跟着单片机的呈现及其广泛使用，智能化操控办法现已逐步代替传统的分立元件电路发生办法或是专用芯片发生办法。智能化逆变电源的优势在于它不只能完成调制信号的输出，还为体系数据参数的监控、处理及显现供给接口。一起它与现代核算机技能更好地结合发生了毛病自确诊和自我维护功用，可进步体系的安稳性。
在充分考虑工业操控本钱及安稳性要求的前提下，本规划选用PIC单片机作为操控中心，再辅佐相关外部电路，组成一个具有安稳和智能化等长处的逆变电源操控体系。
详细电路规划
单相桥式逆变电路如图1所示。[1]电路正常作业情况下，两对开关管需求两组相位相反的驱动脉冲别离操控，使VT1、VT4一起通断和VT2、 VT3一起通断。输入直流电压为220VAC，逆变器的负载为R.当开关VT1、VT4接通，VT2、VT3断开不时，电流流过VT1、R和VT4，负载上的电压极性是左正右负;当开关VT1、VT4断开，VT2、VT3接通时，电流流过VT2、R和VT3，负载上的电压极性反向，直流电即转变为沟通电。若要改动输出沟通电频率，改动两组开关的切换频率即可，继而得到正负半周对称的沟通方波电压。负载为纯阻型时，负载电流电压波形相同，相位也相同;负载为理性时，电流滞后于电压，二者波形不同。输出为相当于三个差120°相位的单相逆变电路的叠加，即三相逆变，其原理不再赘述。
发生PWM波芯片挑选
本规划电路为单相全桥逆变电路，其主电路是典型的DC-AC逆变电路。由单片机对LC滤波后的电压进行AD采样，把所得的数据输入到 PIC16F873单片机，由PIC16F873单片机芯片对数据进行处理，并输出相应的SPWM信号给IR2136驱动电路，操控逆变电路的开关管通断，然后操控逆变器的输出，调理电流监测体系的作业温度，维护操控体系电路。另设有键盘、操控频率及幅值，一起显现模块，用于显现体系的作业状况。
PIC16F873单片机电路是此体系的操控中心电路，首要发挥以下两个方面的效果：为驱动电路供给SPWM操控信号，操控逆变桥的通断;对输出电压进行AD采样。
%&&&&&%IR2136芯片首要效果是发生相应的触发电平来操控逆变电路的开关管通断，然后操控逆变器的输出。除此以外，因为体系输出的不只有SPWM波，还包含低次以及高次谐波。本规划选用了LC滤波电路以到达终究输入规范正弦波的意图。
ω=2R/L为其截止角频率，R为公称阻抗，设截止频率为fc，则有：
体系软件规划
软件规划的中心部分是SPWM信号的发生。本规划选用三角波作为载波、正弦波作调制波的对称规矩采样法较为经典，得到一系列幅值持平但宽度不等的矩形波。然后运用在线核算的办法核算矩形波的占空比：
设N为载波调制波比，即有N=fc/fr.其间fc为载波频率，fr为调制波频率。本体系的SPWM信号由单片机发生，故载波频率可由下式核算：
其间，变量N代表分频因子(1、8、64、256或1024)，fclki/o是MCU时钟。
设M=UR/UC，为调制深度，其一般取值规模为0~1，其间UC为载波幅值，UR为调制波幅值。改动调制波的幅值就能使输出的基波电压幅值发生改动。
依据规矩采样法的原理，假定一个周期内有N个矩形波，则第i个矩形波的占空比Di为：
经过设置单片机，运用上述公式核算出占空比使之与计数器的TOP值相乘构成一个正弦表。然后将数据送到比较寄存器中，装备单片机I/O口寄存器，在PD4口输出SPWM信号。整个SPWM发生程序流程图及实时反应图如图2：
常用的正弦调制法分为同步调制法和异步调制法。同步调制法在调制波的频率很低时，简略发生不易滤掉的谐波，而当调制波频率过高时，开关元件又难以承受;异步调制法的输出波形对称性差，脉冲相位和个数不固定。本软件规划时选用了分段同步调制法，[4-6]吸收上述两种办法的长处，且很好地战胜各自的缺陷，得到特性较好的正弦波。其详细操作为：把调制波频率分为几个载波比不相同的频段，在各个频段内坚持载波比安稳，经过装备单片机内部的载波频率完成输出基波频率的改动，即改动计数器的TOP值，完成调频功用。选取的原则为：
输出频率高的频段选用低载波比，输出频率低的频段选用高载波比。一起，载波比选取为3的倍数以得到严厉对称的双极性SPWM信号。本体系中将频段分红五段，详细见表1：
对输出电压的实时反应是软件规划的要害部分。电网的动摇或是负载的改动或许导致输出电压不安稳，因而为了完成输出电压的动态安稳特性，在体系中参加PID增量数字闭环操控，公式如下：
其间Kp=1/σ是份额系数，Kl=KpT/Tl是积分系数，Kl=KpTD/T是微分系数。结合单片机中的A/D转化功用模块与PID闭环操控，能够很好地批改各开关周期的脉宽，到达动态安稳的意图。
逆变仿真成果
在逆变部分的仿真中，本体系运用的是MATLA B中的SIMULINK组件。电路原理为运用PIC16F873单片机输出PWM波操控IR2136然后操控晶闸管的栅极导通，然后完成变频调幅。
在此三相逆变电路中，运用三相全桥进行LC滤波之后得到输出。一起，该体系中还包含一个电压负反应和一个电流负反应体系。这样的规划能够对一些扰动起到必定的反抗效果，使得输出的三相电压较为安稳，有较好的相角裕度和必定的幅值裕度，但在实践的逆变过程中或许呈现同一桥臂的两个IGBT一起导通所导致的短路现象。考虑上述情况后，对上述电路原理图进行了改善，如下图3所示，参加了死区，其仿真成果如图4所示：
图4 带死区的调制波、三角波调制电路波形
在图4中波形鄙人波峰处发生畸变，这是因为鄙人桥臂上引入了死区非线性所导致的成果，归于附加畸变。
定论
上述的试验成果表明，工业条件下关于电源的要求可经过运用P%&&&&&%16F873单片机输出PWM波操控IR2136然后操控晶闸管的栅极导通的办法完成，且该办法具有谐波较小、滤波电路较为简略的长处。因而，它在高性能中变频调速、直流并网等范畴有着广泛的使用远景。一起，选用单片机来发生SPWM信号有着不行比较的优势，是智能化电源范畴的必定发展趋势。
