论文摘要
任何电子设备都离不开可靠的电源。然而,许多行业的用电设备都不是直接使用公共交流电网提供的交流电作为电能源,而是通过各种形式对其进行变换,从而得到各自所需的电能形式。它们的幅值、频率、稳定度及其变化方式因用电设备的不同而不尽相同,如通信电源、不间断电源、医用电源、充电器等,它们所使用的电能都是通过整流和逆变组合电路对公共电网电能进行变换后得到的。本文主要的研究目标是设计一种变频变压电源,将电压为220V,频率为50Hz的交流电,经过整流、滤波后,逆变成幅值在110V～220V可调,频率在40Hz～70Hz可调的交流电,供给其他电子设备使用。要求功率达100W。本设计是利用单片机软件生成PWM波,实现变频变压的性能要求的。即通过计算出PWM脉冲的切换时间,利用定时器中断服务程序完成对载波周期的定时和对PWM开关切换的定时,从而得到相应的控制信号。为了保证电压的精度,采用了反馈控制,即从负载上取交流电,通过电压传感器得到采样的交流电,再经过整流、同相放大、滤波环节,得到直流反馈信号,并送至ADC0809进行转换。单片机利用采样结果和预先设定值,根据一定的算法调节输出的控制信号,从而获得所需的稳定的交流电。本文的内容包括以下两点:硬件设计部分和软件设计部分。(1)硬件设计部分主要有电路原理图设计,对电路板PCB的绘制以及调试各个功能模块电路:主电路、驱动电路、辅助电源电路、输出电压反馈电路以及键盘和显示电路等等。本设计的主体部分是逆变电路,它是由Power MOSFET开关器件组成全桥式逆变电路,采用芯片IR2110来驱动,并由单片机AT89C52实现整个系统的控制。(2)软件设计部分包括控制系统的控制策略、系统软件各功能模块的设计以及系统的整体性能的测试。本设计是基于单片机控制的系统,采用单极性的PWM控制策略,可以方便地调节逆变电路的输出电压的频率与幅值,且有效的降低逆变电路的输出谐波含量。