基于PIC处理器50HZ逆变器的设计毕业设计(论文)开题报告

湖北理工学院 毕业设计（论文）开题报告1、课题来源我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中,人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电,同时更需要我们日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种要求。 逆变器是将直流电变换为交流电的电源设备。主体是逆变电路，此外还包括控制、保护、滤波电路。逆变电路的种类很多，根据所采用的电子器件，可分为晶体管逆变电路、晶闸管(可控硅)逆变电路和隧道二极管逆变电路。根据激励方式，可分为自激式和它激式。根据输出交流电的相数，可分为单相和三相逆变器。按波形处理的稳压方式还可分为带稳压变压器的逆变器、矩形波叠加方式的逆变器和脉宽调制方式的逆变器。逆变器是交流备用电源或交流不间断供电系统(UPS)的主要设备之一，可将24或60V直流电逆变为50Hz、380/220V正弦交流电。多台UPS并联运行时应保持同频同相，在市话交换设备中，逆变器用来将24或60V直流电逆变为1625Hz、90V的振铃电源。逆变器的发展方向是逆变电路模块化、智能化，提高逆变器的效率和可靠性。随着电力电子技术的迅猛发展，逆变技术广泛应用于航空、航天、航海等国防 领 域 和 电 力 系 统，交 通 运 输、邮电 通 信、工 业 控 制 等 民 用 领 域。特 别 是 随 着 石 油、煤和天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。新能源的关键技术-逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能与电网并网发电。逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。本课题是基于PIC处理器50HZ逆变器的设计。 2、研究目的和意义国民经济的高速发展和国内外能源供应日益紧张，电能的开发和利用显得更为 重 要。目 前，国 内 外 都 在大力开发 新 能 源，如 太 阳 能 发 电 、风 力 发 电 、潮 汐 发 电 等。一般情况下，这些新型发电装置输出不稳定的直流电，不能直接供给需要交流电的用户使用。为此，需要将直流电变换成交流电，需要时可并入市电电网。这种DC-AC变换需要逆变技术来完成。用电设备对市电电网造成严重的污染，反过来，被污染的市电电网也会使用电设备工作不正常，用电设备之间通过市电电网相互干扰。为解决此问题，必须提高市电电网的供电质量，以逆变技术为基础的电力有源滤波器和电能质量综合补偿器可以净化市电电网，使其为用电设备提供高质量电能。逆变器是一种重要的DC/AC变换装置，而衡量其性能的一个重要指标就是输出电压波形质量，通过本项目的研究与实践，研究逆变器波形产生的方法、调制规律、以及其波形的评价指标，寻求高质量的脉宽波形的获得方法，对所学知识进行纵深挖掘，加深相关知识的理解。可灵活地调节输出电压或电流的幅度和频率通过控制回路，我们可以控制逆电路的工作频率和输出时间的比例，从而使输出电压或电流的频率和幅值按照人们的意愿或设备工作的要求来灵活地变化。可将蓄电池中的直流电转换成交流电或其他形式的直流电，这样就不会因为交流电网停电或剧烈变化而影响工作。可明显地减小用电设备的体积和重量，节省材料在很多用电设备中，变压器和电抗器在很大程度上决定了其体积和重量，如果我们将变压器绕组中所加电压的频率大幅度提高，则变压器绕组匝数与有效面积之积就会明显减小，变压器的体积和重量明显地减小了。采用逆变技术的电源还具有高效节能的优越性，表现在在许多应用交流电动机的场合，在其负载变化时，传统的方法是调节电动机的通电时间所占比例，这样电动机就会频繁地制动、起动。而电动机的起动、制动消耗的能量往往很大，如使用变频电源来调节电动机做功的量，则可节约很大一部分能量。采用逆变技术的电源，其变压器的体积和重量大大减小了，也即减小了铁心横面积和线圈匝数。变压器本身的损耗主要包括原、副边铜耗和铁芯损耗，铁芯横面积和线圈匝数的大幅度减小也就大大降低了铜耗和铁耗。3、国内外研究现状和发展趋势及综述逆变技术的发展可以分为如下两个阶段：1956-1980年为传统发展阶段，这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形善以多重叠加法为主，体积重量较大，逆变效率低。1980年到现在为高频化新技术阶段，开关器件以高速器件为主，逆变器开关频率高，波形改善以脉宽调制为主，体积重量小，逆变效率高。在PWM逆变器中，为了减小其体积重量，提高其功率密度，高频化是主要发展方向之一，但高频化也存在一些问题，如增加开关损耗和电磁干扰。为此提出两个解决办法，一是提高开关器件的速度，二是使逆变开关工作在软开关状态。20世纪80年代初，美国弗吉尼亚电力电子技术中心提出了准谐振变换技术，使软开关与PWM技术的结合成为可能。它的研究对于逆变器性能的提高和进一步推广应用，以及电力电子学技术的发展，都有十分重要的意义，是当前逆变器的发展方向之一。高频软开关逆变技术产生的背景是为了克服传统逆变器的输出波形差，开关应力和EMI较大的缺点。在相同背景下，D.A.Nabae于1981年提出了多电平逆变技术，成为当前高压大功率逆变器的发展方向。它通过主电路改进，使所有逆变开关都工作在基频或低频，以达到减小开关应力，改善输出电压或电流波形的目的。总之，逆变技术的发展是在提高波形质量的背景下，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化和集成化的方向发展。 4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案1.主要研究内容（1）设计一款基于PIC50hz逆变器的电路。（2）分析和阐述升压斩波电路拓扑和工作原理，并采用matlab对其进行仿真。（3）采用protel设计出升压电路，控制电路等模块。2.技术路线由系统性能开始，对逆变电路，控制电路等模块进行分析和设计。利用protel对各个子电路进行设计及仿真验证，调整电路的结构和参数，以满足设计指标的要求。系统方框图如下：5、研究基础（1）通过对所查资料的学习和理解，掌握逆变电路的工作原理。（2）逆变器是把直流电能转变成交流电能的装置，一般由逆变桥 滤波电路及控制逻辑等部分组成。它以200V直流电源作为输入，输出110V/50HZ、0-150W的正弦波交流电，以满足大部分电器的供电需求。 6、预期达到的目标及进度安排答辩前备齐资料内 容时 间1任务书2017年12月10日前2开题报告2017年12月20日前3外文翻译(3000字以上)2017年12月30日前4毕业生外出实习申请表本学期放假离校前5开题报告评议表2017年春开学前6毕业设计论文（初稿电子档）2017年4月20前7中期进展检查表2017年4月30日前8指导教师记录表2017年4月5日前9毕业设计论文（电子档）查重2017年5月10日前10实习手册2017年5月15日前11毕业设计论文（打印稿）2017年5月20日前12指导教师评审表2017年5月25日前13评阅教师评审表2017年5月25日前14毕业设计答辩演示稿PPT2017年5月30日前15毕业答辩资格审查表2017年5月30日前16就业协议或就业证明2017年6月1日前7、阅读的主要文献、资料 1.陆涵，胡磊等一种 基于单片机的正弦波输出逆变电源 的设计电源技术应用【J】2005年 10月第1O期 ，25282.Microchip lncPIC16F7X Data,Sheet20023.林渭勋现代电力电子电路M杭 州：浙江大学出版社 20024.刘凤君正 弦波逆变器M】北京：科学技术出版社，20025.张明峰PIC单 片机入门与实践【M】北京：北京航空航天大学出版社，20046.赖宜章，凌立功一种 用单片机制作的高频正弦波逆变器【J逆变电源2006年 11月第11期 ，275O7.何信龙，PIC16C7X入门与应用范例【M】,北京：清华大学出版社，2002.8.陈果，谢运详. PWM开关变换器的建摸方法综述J.通信电源技术，2006,1(25). 9.程汉湘，武小梅. 电力电子技术（第二版）M. 北京：科学出版社，2010. 3.10.林渭勋，现代电力电子电路【M】，杭州：浙江大学出版社，2002.11.姚晓通，杨博，刘建清.轻松玩转PIC单片机C语言M.北京：北京航空航天大学出版社，2011：4-5.12.张小鸣，卢方民.基于IR2110的H桥可逆PWM驱动电路应用J.常州大学学报，2012，24（4）：68-69.13.陈晓萍，王念春，马玉龙.PIC单片机设计的SPWM控制技术J.电源技术应用，2006，9（3）：39-40.14.IMAN EINI H ,SCHANEN J L,FARHANGI S,et al，A modular strategy for control and voltage balancing of cascaded H-bridge rectifiers【J】,IEEE Transactions on Power Electronics，2008,23（5）；2428-2442.15.DELL,AQUILA A,LISERRE M ,MONOPOLI V G,et al。 An energy，based control for an n-H-bridges multilevel active rectifier【J】，IEEE Transactions on Industrial Electronics，2005,52（3）：670-678.16.WA