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标题: 基于ATmega8单片机控制的正弦波逆变电源 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-12-19 21:03 标题: 基于ATmega8单片机控制的正弦波逆变电源

使用市电之处，低压小功率逆变电源便成为必备的工具之一，它只需要具有一块功率足够的电池与它连接，便能产生一般电器所需要的交流电压。由于低压小功率逆变电源所处的工作环境，都是在荒郊野外或环境恶劣。干扰多的地方，所以对它的设计要求就相对很高，因此它必须具备体积小。重量轻。成本低。可靠性高。抗干扰强。电气性能好等特点。

针对这些特点和要求，研究一种简单实用的正弦波逆变电源，以低价实惠而又简单的元器件组成电路来满足实际要求，定会受到市场的普遍欢迎。当前，设计低功率逆变电源有多种方案，早期的设计方案是直接将直流电压用双开关管进行控制，在50Hz方波的作用下，产生220V的方波逆变电压。

但随着用电设备对逆变电源性能的要求不断的提高，方波逆变电源在多数场合已被淘汰，而正弦波逆变器的应用已成为必然趋势。现在，市场上低功率正弦波逆变电源的主要设计方案有3种。

1.1 一次逆变的正弦波逆变电源

该方案也是将要逆变的直流电压直接加到双开关管上，然后采用数十倍于50 Hz的正弦化脉冲宽度调制脉冲串对开关管直接进行驱动，之后对输出的电压实行“平滑”处理，进而获得类似于正弦波的连续变化的波形，这种方法的优点是电路一次逆变，高效而简单。但变压器过于笨重，没办法满足体积小，重量轻的要求。

1.2 多重逆变的正弦波逆变电源

该方案是将驱动开关管的50Hz信号，分成若干相位不同而频率相同的驱动信号，分别驱动各自的开关管，使得各自的输出电压也错开一定的相位，然后再进行叠加处理，输出多阶梯的阶梯波再进行滤波就能输出所需的正弦波电压。此种方案电路较为复杂，一旦有一组开关管失效，输出的波形就有很大的失真。

1.3 二次逆变的正弦波逆变电源

随着高频开关管技术的日趋成熟，逆变电源的电路设计趋向于先变压，后变频，即先将直流电压转为高频交流电，再将高频交流电转换为50 Hz的正弦交流电源，其原理框图如图1所示。

由于开关管的价格低廉，因此组成图1的单元电路性价比高，当前市场上以此种设计方案来生产低功率逆变电源的居多。3.3 单片机电路及编程

本文采用的是Atmel 公司生产的ATmega8 单片机来进行控制的，它的工作电压范围宽，抗干扰能力强，具有预取指令功能.这使得其理速度快，引脚输出电流大，驱动能力强，输出的脉冲信号无需放大可直接驱动步进电机驱动模块，端口全内置上拉电阻，均可作为输入或输出，具体情况通过编程灵活配置，基于以上优点，选择ATmega8L单片机作为控制器，不仅可提高系统整体性能，也可简化外围电路。

本文主要将它应用于整个系统的信号驱动，温度检测，风扇控制，安全保护，数据显示等.ATmega8单片机分别采集来自系统电路的温度、电流、电压，并根据这三个参数的情况分别控制启动风扇散热，控制是否输出报警信号，控制SD 端和DCDC 端是否使系统处于保护状态，QA1~QA4则是输出50 Hz的驱动信号，具体的编程控制如图7所示.当系统启动后，单片机先检查系统的温度环境是否正常，不正常则启动报警，并提示出错代码，如果正常则启动高频逆变电路工作，并检测260 VDC是否正常，不正常则报警，正常则启动正弦逆变电路工作，并一直检测输出的电压电流是否正常，正常则输出，不正常则报警。

4 结语

综上所述，基于ATmega8单片机控制的正弦波逆变电源的整体设计方案，可高效.便捷的为野外作业提供所需的交流电源，该电路目前已实验成功并投入到实际的使用当中.实践证明，本文设计出来的逆变电源具有体积小，重量轻，稳定可靠的性能。

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