电子信息科学与技术专业毕业论文12518.doc

毕业论文（设计） 基于 pic单片机单相 spwm 逆变电源的设计 the design of inverter basing on pic microcontroller single-phase spwm 专 业： 电子信息科学与技术 摘要 本系统以单片机pic16f877a为控制核心的单相全桥式电压型spwm逆变电源。 系统主要由交流220v变压隔离成可调交流电，再整流变换成直流电，spwm信号 通过光耦隔离器控制由开关管moefet组成的逆变器件的工作状态，实现对输出 的控制，即ac-dc-ac变换。从而得到频率和幅度都可调的正弦交流电，后端再 对电压、电流以及频率的采样，从而实现闭环的控制。该逆变电源输出的正弦 交流电精度高，性能稳定，实用价值高，在电力电子技术中应用广泛。 关键词：spwm；逆变器；驱动电路；场效应管 irf840 abstract this system is a single-phase full-bridge voltage-type inverter which is based on pic16f877a microcontroller. it is mainly transformed from 220v ac to adjustable ac, then rectifies to dc. signal spwm controls the working status of the inverter device which consists of switch moefet through the photon coupled isolator. and this procedure achieves the control of the output. that is the ac-dc-ac conversion. consequently, the sinusoidal alternating current whose frequency and amplitude are both adjustable comes into being. later, the samples of voltage, current, and frequency are taken in order to control the closed-loop. the sinusoidal alternating current from this inverter is in possession of high accuracy, stable performance, and high practical utility. thus, it is widely applied to power electronic technology. key words: spwm; inverter driving; circuit；the field effect manage irf840 目录 摘要 i abstract i 1. 引言 1 2. 系统设计 1 2.1设计要求及思路 .1 2.2 pwm 技术基础 .3 2.3逆变电路的基本工作原理 .6 3.硬件设计 7 3.1单片机电路设计 .7 3.2主电路设计 .8 3.3驱动电路设计 .9 3.4自举电路设计 .10 3.5辅助电源电路设计 .10 3.6死区电路设计 .11 3.7硬软件保护电路设计 .11 3.8检测电路设计 .12 3.9显示电路设计 .13 3.10电源电路设计 .14 4 软件设计 .14 4.1 主程序设计 .15 4.2 pic单片机设置 15 4.3 spwm 信号的产生过程 .16 4.5程序清单（见附录） .17 5 软硬件调试 17 5.1 spwm信号调试 17 5.2 检测信号调试 .17 6测试结果 .18 7结束语 18 致谢 19 参考文献： 20 附录 21 附录 1 元器件清单 21 附录 2电路原理图 22 附录 3电路 pcb .23 附录 4程序清单 24 1. 引言 电能变换的类型有四种：（1）dc-dc 变换器，它是将一种直流电能变换为 另一种直流电能的变换器；（2）dc-ac 变换器，它是将直流电能变换为交流电 能的变换器，这种变流装置称为逆变器；（3）ac-dc 变换器，它是将交流电能 变换为直流电能的变换器；（4）ac-ac 变换器，它是将一种交流电能变换为另 一种电能的变换器。 在逆变器示出现以前，dc-ac 变换是通过直流电动机-交流发电机组来实现 的，这种组合称为旋转交流机。随着电力电子技术的高速发展，大功率开关器 件和集成控制电路的研发成功，利用半导体技术就可以完成 dc-ac变换，这种 变换装置称为静止变流器，通常据说的逆变器均指静止逆变器，静止逆变器与 旋转交流机相比，其电气特性优良、高效节能、可靠性高、重量轻和体积小。 近来，燃料电池的发展方兴未艾，超大功率 dc-ac变换器必将取代旋转交流机。 现代逆变技术是一门实用技术，随着电力电子技术的高速发展，大量高功率开关器件 相继出现，可以满足各行各业对逆变技术的需求，逆变技术的应用领域越来越广泛。 2. 系统设计 2.1设计要求及思路 （1） 主电路设计：交流电 220v经隔离变压生成电压可调的交流电，再整流 成直流电，由 h桥逆变接到负载测量； （2） 控制电路设计：输出四路用于控制 h桥逆变电路 spwm信号，上下管要 有一定的死区效果(10usuc时使 v4通，v 3断， uo=ud ; 当 uruc时使 v4断，v 3通， uo=0; 当 uruc时，给 v1和 v4导通信号，给 v2和 v3关断信号。如 io0，v 1 和 v4通，如 io0，vd 2和 vd3通， uo=-ud 5。 图 6 双极性 pwm控制方式波形 2.3逆变电路的基本工作原理 图 3 逆变电路 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理，如图 3；图中 s1s4是桥 式电路的 4 个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。 s1、s 4闭合，s 2、s 3断开时，负载电压 uo为正；如图 4： 图 4 s1/s4 闭合，s2/s3 断开电路和波形图 s1、s 4断开，s 2、s 3闭合时，负载电压 uo为负；如图 5： 图 5 s1、s4 闭合，s2、s3 断开电路和波形图 1) 逆变电路最基本工作原理：改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频 率； 2) 电阻负载时，负载电流 io和 uo的波形相同，相位也相同； 3) 阻感负载时，i o相位滞后于 uo，波形也不同。 3.硬件设计 3.1单片机电路设计 ra0/an02 ra1/an13 ra2/an2/vref-4 ra3/an3/vref+5 ra4/t0cki/c1out6 ra5/an4/c2out7 re0/rd/an58 re1/wr/an69 re2/cs/an710 rc0/t1oso/t1cki15 rc1/t1osi/ccp216 rc2/ccp117 rc3/sck/scl18 rc4/sdi/sda23 rc5/sdo24 rc6/tx/ck25 rc7/rx/td26 osc1/clki13 osc2/clko14 rb0/int 33 rb1 34 rb2 35 rb3/pgm 36 rb4 37 rb5 38 mclr/vpp 1 vdd 32 vdd 11 vss 12 vss 31 rb6/pgc 39 rb7/pgd 40 rd0/psp0 19 rd1/psp1 20 rd2/psp2 21 rd3/psp3 22 rd4/psp4 27 rd5/psp5 28 rd6/psp6 29 rd7/psp7 30 u1 pic 16f 877 a xt112m c1215pf c615pf c11 104 c23 104 5v 图 17 单片机电路 本单片机电路含有上电复位、按键复位和在线仿真接口电路。主芯片 pic16f877a的复位引脚为低电平有效复位，在刚上电时，由于电容两端电压不 能暂变，复位引脚为低电平，电容经过一段时间的充电，复位引脚电位逐渐上 升，直到达到高电平，使单片机复位。当开关闭合时，mclp 输出底电平，单片 机处理复位信号；开关断开时，mclp 输出高电平，不进行复位。 3.2主电路设计 d1 1n5408*4 d2 d4 d3 12j1 ac220v c1 100 uf/ 450 v c7 104 /40 0v irf840 irg4ph20kd*4irf840 irf840 irf840 rl1 g1 g2 g3 g4led1 fuse1 3a c2 104/400v r19 0.1/5w check1check2 c8104 vs1 vs2 r16 51k*6 r13 r17 r14 r15 r18 图 7 整流滤波及主电路 主电路的工作原理图如图 7所示，包括整流滤波电路、单相全桥逆变电路 和 lc滤波电路。整流滤波电路将输入的单相交流电变成直流电,再经电容的滤 波形成文波较小的直流电。全桥逆变电路将直流电变成正弦交流电，经过滤波 电路后得到标准的正弦波。此外为了保证安全，在交流电的输入端接一 3a的保 险丝。 由于输入为交流 220v,整流二极管能承受的最大反向电压必须大于 612v,两个电 容串联使用，耐压必须大于 308v，输出功率为 500w，输出电流为 2.3a左右， 所以整流二极管选择 1000v/3a的 1n5408，电容选择 120u/450v的电解电容。 ig 6,7取额定电压为 462v以上、额定电流 3.9a以上的开关器件即可， irf840最大漏极电流为 8a,最大漏源电压为 500v可满足要求。电路中各场效应 管的栅极控制信号和输出电压的波形，负载为感性负载，工作时 ig1和 ig4的 控制信号完全相同，ig2 和 ig3的控制信号完全相同。ig1 和 ig2的通断状态互 补，ig3 和 ig4的通断状态也互补。电路的工作原理 2是：当 ig1、ig4 导通时， ig2、ig3 截止；当 ig2、ig3 导通时，ig1、ig4 截止，每个 pwm周期中 ig1、ig4 与 ig2、ig3 交替导通截止，从而产生双极性的 spwm波。如此通过控 制开关管的工作状态，使得输出脉冲的宽度按正弦规律变化，和正弦波等效， 输出即为单相双极性正弦波。若要改变输出正弦波的大小，则只要按照同一调 制率改变上述各脉冲的宽度即可。负载处采用 lc滤波器来滤除开关频率及邻近 频率的谐波， 图 8 栅极控制信号和输出电压波形 3.3驱动电路设计 驱动电路的工作原理图如图 9所示：采用四路高速光耦隔离器 hcpl312010 来分别驱动 h桥的四个 mos管及实现控制信号与主电路的 io隔离，当信号输入 端 qg1或 qg2为低电平时，芯片内部的光耦三极管导通，6 脚和 7脚相接可以 产生 2a的电流，在此处接入下拉电阻目的是为了拉低该处电压，防止在 mos管 不工作时候对应的驱动管脚悬空，从而收到其它脉冲的干扰，导致管子误触发。 此外， 起限流作用， 和二极管 是为了让启动速度慢，关断时间快，有5r1r1df 助于保护 mos管，此处的二极管采用快管 4148。 nc nc a_d k_d veevo vo vcc u1hcpl3120 nc nc a_d k_d veevo vo vcc u2 hcpl3120 nc nc a_d k_d veevo vo vcc u3 hcpl3120 nc nc a_d k_d veevo vo vcc u4 hcpl3120 r1 300 r3 300 r6 300 r8 300 r21 180 r22 180 r23 180 r24 180 r2 82 r5 82 r7 82 r10 82 d10 1n4148 d11 1n4148 d12 1n4148 d13 1n4148 g1 g2 g3 g4 vs1 vs2 r4 10k r9 10k 15v 15v vb1 vb2 qd1 qd2 qd1 qd2 图 9 驱动电路 3.4自举电路设计 vb2 vs2 vb1 vs1 +15v r0 10 r0 10 c210uf/25v c1 104 c4 104 c3 10uf/25vd218v/1w d1 uf4007 vb1 vs1 d4 18v/1w d3 uf4007 vb2 vs2 +15 图 10 自举电路 由于驱动四个 mos管工作都需要独立电源，为了不使电路结构复杂，故采 用自举电路来提供。当下管导通时，输入 15v电压通过快恢复二极管、电容、 下管形成回路，向相应的电容充电，电容上的电压达到充电电压；下管断开时， 电容的上电压维持充电电压，负端的电位跟随下管的电压上升，自己将电位举 起，这样电容上的电压就可以为上管驱动提供电源。 此处二极管使用快恢复二极管 uf4007，当电容 充电饱和时，快速截止21c 电容向充电回路放电，这样能够完全对驱动进行充电；采用 18v稳压管 ，42d 可以保证管子不会超出耐压。 3.5辅助电源电路设计 -v 1 32 7815 c2104 c4104c1470 c3470 u11n4007 u21n4007 u31n4007 u41n4007 led r02k +15v +15v ac ac15v -v 图 11 辅助电源电路 采用 7815三端稳压电源来做辅助电源，输出 15v电压对驱动芯片供电。由 交流 220 v的电压经过变压器的降压得到交流 12 v的电压，该电压经过四个二 极管 1n4007构成的单相桥式整流电路进行全波整流，经 滤波后送入 781521c 的输入端，在输出端 3脚输出 15 v直流电压， 是滤波电容，分别滤除43 高频和低频的谐波分量。根据 ,电容 取值为 13。trc)53(1 vuf5/70 3.6死区电路设计 r264k7 r2710k rw220k rw320k c14221 c15221 t19013 1 2 3 u5a cd4001 5 6 4 u5b cd4001 8 9 10 u5c cd4001 rc2 5v c13 104 q1 q2 图 12 死区电路 为了防止上下管同时导通，必需设计死区电路来进行保护。单片机输出的 spwm信号，由 cd4001或非门和 rc延时环节构成死区时间为高电平有效的带死 区信号。单片机输出的 spwm信号先经过 9013扩流然后分为两路，一路信号经 rc单边沿延迟再和输入信号或非生成信号，另一路信号先取反再经 rc单边沿 延迟后再和取反信号或非生成信号。为了使上下管有足够的保护时间，信号脉 冲的前后边沿死区时间要求必需大于 10us，一般取为 ，根据 rc延us301 时时间计算公式 ,则取得 ， ，电阻 r可利用电位rctk8.4fc.0 器来调整。电路各参数取为 、 。w21254 3.7硬软件保护电路设计 9 10 11 8u7c 7410 3 4 5 6 u7b 7410 1 2 13 12u7a 7410 int rb1 o c m sw1r291k5v 3 4 5 6u8b 7410 9 10 11 8u8c 7410 1 2 13 12u8a 7410 int rb1 o c m sw2r301k5v q1 q2 qd1 qd2 r36 10k c16 1uf 5v r37 10k c17 1uf 5v 图 13 硬软件保护电路 由于主电路出现故障时，应立即封锁 spwm控制信号来保护主电路。故应设 计一个由数字逻辑电路和手动开关相结合的保护电路。由于主电路只有一路的 过流判断，在过流时会不停的脉动，不能完全封锁 spwm控制信号，故设计时还 应另加一路软件保护来同时进行信号的判断，从而让单片机来封锁 spwm控制信 号。自锁开关 m为手动封锁 spwm控制信号开关，当自锁开关未按下（即开关 m 的 1、2 脚相连）时，控制信号输出端 qg1、qg2 10输出为高电平，即无效信号， 使主电路不工作。此电路还有一作用是：在系统上电时，封锁了 spwm控制信号， 对主电路起到上电保护作用。 。 3.8检测电路设计 如图 14所示，输出电压电流检测模块通过 tv19g采集后端电压，然后通过 全波整流电路在 输入正弦波，当 为正半周时，经过反向比例放大器0u0u 后，输出电压极性为负，二极管 d3导通， d4截止， 输出电压为-b2 bu2 ，再经过反向比例放大器 ，然后根据叠加原理，可得 = 。当03 a2 0403 为负半周时，经过反向比例放大器 ，输出电压极性为正，二极管 d4导b2 通，d3 截止，根据虚短原理， ， 输出电压为 0，可得 = -0npu2 04u 。频率检测电路则是利用比较电路，从而实现对频率的采样。在频率检测03u 电路中利用 ta060-1采集后端电流然后同样利用全波整流电路，从而实现对电 流的采样。 1 23hl1 ta0 60-1 r1 10k r2100 r3 5k1 5 6 7u2b lf3533 2 1 8 4 u2alf353 l1 8.2mh c6104 c510uf 5v c310uf c4104 -5v l38.2mh d11n4148 d2 1n4148 r810k r910k r10 6k8 r7 20k r21 200k r22 2k c15103c1447uf c110uf c810uf c9104 c7104 l48.2mh l2 8.2mh r5 5k1 r4 10k r15 6k8 r1310k r1220k r145k1 r11 10k 10 9 8u1c tl0843 2 1 4 11 u1atl084 5v -5v d31n4148 d4 1n4148 uo r23 2k c1647uf c17103 5 6 7u1btl084 r610k c2104 c12 105 r19100k r16100k r17100k r20100k c13 104 5v vref c18 104 l68.2mh ccp2 r1810k 输 出 电 流 检 测 电 路 输 出 电 压 检 测 电 路 频 率 检 测 电 路 an0 an1 uo 3 2 1 8 4 u3alm358 c1110uf c10 104l5 8.2mh5v d64.7v d54.7v 图 14 检测电路 3.9显示电路设计 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 12864 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 rs (cs ) r/w (sd i) e(s cl k) c5 c6 c7 ps b 1k+5 5k 104 c/b 图 15 显示电路 显示电路使用液晶 12864来设计。液晶显示按照驱动方式不同可分为静态 驱动（static） 、单纯矩阵驱动（simple matrix）以及主动矩阵驱动（active matrix）3 种 10。矩阵 lcd的驱动系统包括了行驱动器、列驱动器、偏压电路、 驱动电源发生器以及温度补偿电路。从本质上看，行移位寄存器的数据传输方 式为串行方式。列驱动器的数据传输方式有两种：其一为串行数据传输方式； 其二为 4位或 8位并行数据传输方式。本系统使用 8位并行数据传输方式，并 行传输方式使用了一维并行数据接口的驱动器，利用其并行传输控制口 rs、r/w、en 和八位数据传输口 d0d7进行控制数据显示。psb 脚接高电平， 3脚为调节液晶背光。 3.10电源电路设计 d1 1n4007 d2 1n4007 d3 1n4007 d4 1n4007 in1 2 out 3gnd ic1 7805 in2 1 out 3 gnd ic5 7905 c1 470uf c2 470uf c3100uf c4100uf c1_0104 c1_1 104 c1_2 104 c1_3104 led1 r1_110k +5 -5 av 块块块块 图 16 电源电路 由交流 220 v的电压经过变压器的降压得到交流 07.515 v的电压，该电 压经过四个二极管 1n4007构成的单相桥式整流电路进行全波整流，经 滤21c 波后送入 7805和 7905的输入端，在输出端 3脚输出正负 5 v直流电压， 是滤波电容，分别滤除高频和低频的谐波分量。根据 ,电容43c tr)3( 取值为 13。21、 vuf25/70 4 软件设计 本系统主程序中主要需要实现的任务有：程序系统的初始化；spwm 信 号的初始化，利用中断查 pwm信号的脉宽值送入 ccpr1l，从而实现 spwm信号 产生的正弦波的频率从 10hz逐渐增加到 75hz，调制度跟随正弦波频率从 0.0 逐渐增加到 0.8；可以分别根据时间和按键来调节正弦波的频率和调制度； 采集后端频率、电压和电流；液晶实时显示正弦波的频率和采样回来的电 流电压以及频率。 4.1 主程序设计 图 17 主程序流程图 4.2 pic单片机设置 本系统所用晶振 12mhz，计算得指令周期即计时步阶为 0.33s。pic 单片 机 ccp外围功能模块的 pwm功能实现主要依靠相关寄存器值的设定，且以定时 器 2（tmr2）作为 pwm的时基。相关寄存器的设置如下。 1) spwm周期的设定由寄存器 pr2设定 (pwm)周期=（pr2）4tosc（tmr2）预分频值 2) 定时器 tmr2的控制寄存器 t2con设定，因为 spwm频率高，周期短，但 系统软件中采用查 pwm脉宽的方式来修改 pwm脉宽，所用时间少，可满足一个 pwm周期改变一次脉宽的要求，故在此寄存器中设置后分频为 1：16 即可； 3) ccp模块的控制寄存器 ccp1con的设定。选择 ccp模块作用于 pwm功能 模式。 4) 根据 pwm输出信号脉宽的公式 pwm高电平（脉宽）=ccpr1l:ccp1con(bit5,bit4)tosc(tmr2)预分频值 计算出每个 pwm周期 ccpr1l的值。ccpr1l 脉宽写入寄存器后，写入的脉宽值 在下个 tmr2周期开始时转至自定义的单元，通过读自定义的脉宽值来改变 pwm 脉宽。 5) 寄存器 trisc 对应于 ccp1的输入输出设置，应设置为输出形式，即 trisc的 bit2 =0。 4.3 spwm 信号的产生过程 软件控制 pic单片机使之产生 spwm波形，首先将之前设置的寄存器值写入 相关寄存器，当 pic的 pwm功能开启后 tmr2从 0开始计数，同时 ccp模块引脚 输出高电平。 当 tmr2ccpr1l 时，pwm 功能引脚开始输出低电平。 当 tmr2pr2 时，则 tmr2=0，重新开始另一个周期计数，pwm 功能引脚开 始输出高电平。同时 tmr2的中断标志位被系统置高，即 tmr2if=1，转去执行 中断服务程序。在中断服务程序中查找脉宽表，将下一个脉宽值写入寄存器 ccpr1l中。下个周期输出的 pwm的脉宽即为刚写入 ccpr1l中的脉宽值，也就 是说脉宽的变化在中断程序中实现 12、13 ，中断程序流程如图 18所示。 图 18 中断程序流程图 4.5程序清单（见附录） 5 软硬件调试 5.1 spwm信号调试 单片机输出的 spwm信号经过普通的 rc滤波后的到正弦波，如图 19： 其中 r取为 10k 的普通电阻、c 取为 104瓷片电容。 图 19 spwm信号对应的正弦波 5.2 检测信号调试 利用 tv19g采集后端的信号然后经过比较电路采集信号如图 20所示： 图 20采集信号和后端波形 6测试结果 在逆变器输出端接 lc滤波和负载进行测试，负载为 333 的纯阻性负载， 负载两端的输出波形如图 21所示： 图 21负载输出波形 负载后端电流电压用采样电路的直接测量，前端电流电压采用万用电表测 得，测得的数据及根据测量数据计算所得的值如表 2所示： 表 2 测试数据 输入电 压 (ac/v)ui 输出电 压 (/)o 输入电 流 )/(acii 输出电 流 (/)ii 输入功 率 )(wpi 输出功 率 )(o 效率 iop 25 19.4 0.07 0.03 1.75 0.58 33.14% 50 38.9 0.13 0.07 6.50 2.72 41.89% 75 59.7 0.22 0.13 16.50 7.76 47.01% 125 100.1 0.39 0.27 48.75 27.02 55.38% 175 149.5 0.56 0.41 98.00 61.28 62.54% 本表为正弦信号频率为 50hz、调制度为 0.98时所测结果 由测试结果可知，负载输出波形基本为正弦波，但存在一定的失真，输入 电压越高，效率越好。 7结束语 本系统利用 pic16f877a芯片的功能，基本上实现了设计的预期功能，能够 较好的实现逆变电压的稳定输出，且有较好的带载能力和较高的效率，随输入 电压增大后，效率有所提高。 致谢 在此，我首先要感谢我的指导老师黄成老师对我的悉心指导。他做论文 的经验和查找资料的方法对我起了非常大的帮助，多次面对面和电话的指导对 我们论文及硬件设计给出了宝贵意见。同时也要感谢在大学四年里陪伴我成长 的所有的老师和同学，感谢所有给过我指导和交流的同学。尤其感谢漳州师范 学院物理与电子信息工程系的全体老师，教诲我知识，让我终身受益。 深深感谢我的父母对我的支持，作为农民的他们虽然不能给我太多的大道 理，但是他们用他们的独特方式，他们的兢兢业业，他们的慈爱的眼光，他们 的默默无闻，教会了我人生的真谛，让我茁壮成长。父母的教诲是我一生最宝 贵的财富，再一次感谢他们对我继续深造的支持。 参考文献： 1王兆安 .黄俊 .电力电子技术 m.第 4 版.北京:机械工业出版社，2010.1 2谢力华，苏彦民.正弦波逆变电源的数字控制技术j .电力电子技术， 2001.12 52-54 页 3周志敏 .逆变电源实用技术 设计与应用m .中国电力出版社，2005 4李爱文，张承慧.现代逆变技术及其应用m. 科学出版社，2000 5陈道炼 .dc-ac 逆变技术及其应用m.电子工业出版社，2003 6王水平，王亚聪等编著.mosfet/igbt 驱动集成电路及应用 m. 北京：人民邮电出版 社，2009.5 7周云，虞培义.采用 igbt 的正弦波中频逆变电源j. 电力电子技术，2003 266-269 页 8王水平，周培志，张耀进.pwm 控制与驱动器使用指南及其应用电路 m西安电子科技大 学出版社，2005 9夏尚学，田建设，贺春，魏晓光.数字式 spwm 型逆变器的谐波分析j. 电力自动化设备， 2003.2 8-10 页 10窦伟，黄念慈，于玮，首福俊.单片机控制的正弦波逆变电源j.电力电子技术， 2004.12 94-96 页 11 秦曾煌 .电工学 m高等教育出版社，2004.1 12 李荣正，陈启中，陈学军.pic 单片机原理及应用m.第二版. 北京航空航天大学出版社， 2005 13 张华林，周小方.电子设计竞赛实训教程m 北京航空航天大学出版社，2007.7 附录 附录 1 元器件清单 器件 型号 数量 器件 型号 数量 16f877a 1个 10 2个 hcpl3120 4个 82 4个 irf840 4个 100 1个 cd4001 1个 180 8个 cd4011 2个 470 2个 7815 1个 1k 8个 7805 1个 2k 3个 芯片 lf353 2个 电阻（） 10k 8个 6a10 4个 150uf/450v 2个 1n4007 8个 120uf/450v 2个 uf4007 2个 470uf/25v 4个 二极管 4148 4个 电解电容 10uf/25v 5个 稳压管 18v 2个 105/630v 10个 发光二极管 3个 104/250v 1个 复位按键 5个 103/250v 1个 开关 3个 104 6个 晶振 4m 1个 221 2个 12864 1快 电容 15pf 2个 保险丝 5a 1个 10k 2个 6*10 2快 电位器 5k 1个 12*12 1快 锰铜丝 0.1 1个敷铜板 15*15 1快 转印纸 3张 ta060-1 1个 tv19g 1个 附录 2电路原理图 d1 1n5408*4 d2 d4 d3 12j1 ac220v c1 100uf /450v c7 104/40 0v irf840 irg4ph20kd*4irf840 irf840 irf840 rl1g1 g2 g3 g4 nc nc a_d k_d veevo vo vccu1hcpl3120 nc nc a_d k_d veevo vo vccu2 hcpl3120 r264k7 r2710k r3110k r3210k rw21k rw31k c14332 c15332 c18104 c19104 t19013 1 2 3 u5a cd4001 5 6 4 u5b cd4001 8 9 10 u5c cd4001 rc2 5v c13104 q1 q2主 电 路 死 区 电 路 led1 fuse13a c2104/400v r190.1/5w check1check2 u6 tlp521 r28100check1check2 c8104 r3310k 5v r3410k rb0 过 流 检 测 电 路 nc nc a_d k_d veevo vo vccu3 hcpl3120 nc nc a_d k_d veevo vo vccu4 hcpl3120 r1300 r3300 r6300 r8300 r21180 r22180 r23180 r24180 r282 r582 r782 r1082 d10 1n4148 d11 1n4148 d12 1n4148 d13 1n4148 g1 g2 g3 g4 vs1 vs2 vs1 vs2 r410k r910k 15v 15v vb1 vb2 r1210 dz1 18v d5 fr107c3 10uf/25v c4 104 r1110 dz2 18v d14 fr107c9 10uf/25v c10 104 vb1 vb2 vs1 vs2 15v 驱 动 电 路 自 举 电 路 qd1 qd2 qd1 qd2 功 率 电 路 板 12j2 ac16v d6 1n4007 d7 1n4007 d8 1n4007 d9 1n4007 1 32ic1 7815 c6104 c12104c5470uf c11220uf r253k6 led2 15v 辅 助 电 源 910 11 8u7c7410 345 6u7b7410 12 13 12u7a7410 int intrc6 o cmsw1r291k5v 34 5 6u8b7410 91011 8u8c7410 12 13 12u8a7410 intrc6 o cmsw2r301k5v q1 q2 qd1 qd2 硬 保 护 电 路 rst1r3510krst 5v rc5 复 位 电 路控 制 保 护 电 路 板 rw1 10k 5v ad 修 改 调 制 度 电 路 r16 51k*6 r13 r17 r14 r15 r18 r20100/900w 100/900w=10个 1k/50w并 联 r3610k c16 1uf5v r3710k c17 1uf5v 5 6 7u1btl084 r610k c2104 c12105 r19100k r16100k r17100k r20100k c13104 5v vref c18 104 l68.2mh ccp2 r1810k 频 率 检 测 电 路 uo 3 2 1 8 4 u3alm358 c1110uf c10104l58.2mh5v 1 23hl1t a060 -1 r1 10k r2100 r35k1 56 7u2blf35332 1 8 4 u2alf353 l18.2mh c6 104 c510uf 5v c310uf c4104 -5v l38.2mh d11n4148 d2 1n4148 r810k r910k r106k8 r720k r21200k r222k c15103c1447uf c110uf c810ufc9 104 c7104 l48.2mh l28.2mh r55k1 r410k r156k8 r1310k r1220k r145k1 r1110k 10 9 8u1c tl0843 2 1 4 11 u1atl084 5v -5v d31n4148 d4 1n4148 uo r23 2k c1647uf c17103 输 出 电 流 检 测 电 路 放 大 10倍输 出 电 压 检 测 电 路 放 大 2倍 an0an1 d64.7v d54.7v 附录 3 电路 pcb 附录 4程序清单 /* * 文件: main.c * 名称：主函数 * 平台: pic16f877a 12 晶振 * 编写：xiao06 2012-1-3 * 修改： * 描述: 系统板 */ #include #include #include “math.h“ #include “definition.h“ #include “lcd12864.h“ #include “key_scan.h“ #include “myfunction.h“ #include “work.h“ /* 初始化 */ void mainint(void) if(por=0) porta=0x00; portb=0x00; portc=0x00; portd=0x00; porte=0x00; while(por=0)por=1; trisa = 0x0f; trisb = 0x00; trisc = 0x00; /第二个 io口 ccp1 trisd = 0x00; trise = 0x00; adcon1= 0x06; intcon= 0x00; /pie1=0x00; option= 0x05; / 1:256 tmr0 = 0x64; t1con=0x31;/开启定时器 table = 8; msta = 0; spwm_sta = 0; pie1=0x00; adcon1=0x06;/全部为数字口 msta = 0; keycnt= 0; lcd_init(); /初始化 clrbmp(); drawrowline(0,64,127,1); drawrowline(0,32,127,1); drawrowline(0,16,127,1); drawrowline(0,48,127,1); drawrowline(0,63,127,1); drawcollumline(0,0,63,1); drawcollumline(127,0,63,1); _delay_ms(10); rc0=1; trisb0=1; intedg=0;/下降沿触发中断 inte=0;/使能外部中断 gie=0; peie=0; t0ie=0; msta=0x00; table = 10; / pwm(); void main(void) mainint(); while(1) while(t0if) clrwdt(); t0if=0; tmr0=0x64; key_scan(); if(k0) clrscreen(); msta = 1; if(k1) table = 25; /fsin(); clrscreen(); lcdprints(2, 1, “080502230“); lcdprints(0, 2, “工作模块“); msta = 2; if(k2) table = 25; clrscreen(); msta = 3; switch(msta) case 0: work0();break; case 1: work1();break; case 2: work2();break; case 3: work3();break; default: break; /* *中断函数 */ void interrupt pic (void) if(tmr2if) tmr2if = 0; /lcdprints(0, 2, “单相逆变“); spwm_sta+; if (spwm_sta94) spwm_sta = 0; if(flag0) ccpr1l =ccp_dataspwm_sta; else ccpr1l =ccp_data1spwm_sta; if(ccp2ie if(flag1 = 0) /rc0=0; tmr1l = 0; tmr1h = 0; t1con = 0x31; if(flag1=1) /rc0=1; ccpr2l = tmr1l; ccpr2h= tmr1h; t1con = 0x30; /gie=1; ccp2if = 0; flag1=flag1; /* * 文件: work.h * 名称：工作函数 * 平台: pic16f877a 20 晶振 * 编写：xiao06 2011-1-3 * 修改： * 描述: 系统板 */ /* *待机模块 */ void work0(void) lcddisplay1s(); lcdprints(2, 1, “080502230“); lcdprints(3, 2, “待机模块“); lcdprints(2, 3, “毕业设计“); lcdprints(3, 4, “.“); time+; tmr2ie=0; peie=0; uchar i; trisc2=0;/rc2设置为输出口 ccp1con=0x0c; t2con=0x06; /设置为 16分频 gie=1; tmr2ie=1; inte = 0; peie=1; /* *工作模块 *固定频率 50hz */ void work1() /lcddisplay1s(); uchar i; lcdprints(2, 1, “080502230“); lcdprints(0, 2, “工作模块“); lcdprints(0, 3, “固定频率:“); table = 75; write_data(table/10%10+0x30); write_data(table%10+0x30); lcdwrite(“h“); lcdwrite(“z“); lcdprints(2, 4, “.“); ccp(); /* *工作模块 *自动幅频变换 */ void work2() uchar i; time+; if(time400) flag0=0; table+; time = 0; if(table=75) table=75; lcdprints(0, 3, “幅频变换:“); write_data(table/10%10+0x30); write_data(table%10+0x30); lcdwrite(“h“); lcdwrite(“z“); lcdprints(2, 4, “.“); ccp(); /* *工作模块 *手动自动幅频变换 */ void work3() uchar i; if (k3) table+;flag0=0; if(table75) table=75; ccp(); lcdprints(0, 1, “设置频率:“); write_data(table/10%10+0x30); write_data(table%10+0x30); lcdwrite(“h“); lcdwrite(“z“); capture(); lcdprints(0, 2, “ccp:“); ccpbuf = ccpr2h*256+ccpr2l; ccpbuf = 375000/ccpbuf; write_data(ccpbuf/10%10+0x30); write_data(ccpbuf%10+0x30); lcdwrite(“h“); lcdwrite(“z“); ad_var1=myad(0x49,0x8c);/an1采样 ad1=(unsigned long)ad_var1*5.0; /以内部的参考电压为准 lcdprints(0,3, “采样电流:“); write_data(ad1/1000%10+0x30); lcdwrite(“.“); write_data(ad1/100%10+0x30); write_data(ad1/10%10+0x30); write_data(ad1%10+0x30); lcdwrite(“a“); ad_var0=myad(0x01,0x8e);/an0采样 ad0=(unsigned long)ad_var0*5.0; /以内部的叁考电压为准 lcdprints(0,4, “采样电压:“); write_data(ad0/1000%10+0x30); write_data(ad0/100%10+0x30); write_data(ad0/10%10+0x30); lcdwrite(“.“); write_data(ad0%10+0x30); lcdwrite(“v“); /* * 文件:ccp.h * 名称:ccp 函数 * 平台: pic16f877a 12 晶振 * 描述: 系统板 */ void ccp(void) tmr2ie=0; peie=0; uchar i; trisc2=0;/rc2设置为输出口 ccp1con=0x0c; t2con=0x06; /设置为 16分频 gie=1; tmr2ie=1; /inte = 0; peie=1; rb1 = 1; m = table*0.8/80; if(!flag0) for(i=0;i2;ccp2x=0x01ccp2y=(0x02 t2con = 0x04; if(k0) temp+; if(temp = 96) temp = 96; if(k1) te