基于AVR 單片機(jī)的數(shù)字正弦逆變電源設(shè)計(jì)

　　逆變電路是逆變電源的核心組成部分，完成將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷旱倪^(guò)程。采用由4 個(gè)IGBT 作為功率管組成全橋逆變電路，該電路具有控制方便，功率管利用率高等特可以采用IR2110 驅(qū)動(dòng)電路。IR2110 采用高度集成的電平轉(zhuǎn)換技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了邏輯電路對(duì)功率器件的控制要求，同時(shí)提高了驅(qū)動(dòng)電路的可靠性。尤其是上管采用外部自舉電容，使得驅(qū)動(dòng)電源數(shù)目較其他驅(qū)動(dòng)器大大減少，如圖2 所示。

　　2.4 輸出LC 濾波電路

　　由于全橋逆變電路的輸出為50 Hz 的基波以及其他高低次諧波，為了得到純正的正弦波形，必須考慮設(shè)置濾波環(huán)節(jié)。因?yàn)橹C波主要集中在1 倍和2 倍fSPWM附近，所以設(shè)置截止頻率fC為fSPWM/5。則有：

　　式中，R 為直流側(cè)等效負(fù)載電阻，Vout為輸出的電流電壓，P 為逆變器的額定功率。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介

　　AT90PWM2 是AVR 系列單片機(jī)，該單片機(jī)主要特點(diǎn)有：

　　1）高性能的8 位RSIC 結(jié)構(gòu)，1 MIPS/MHz，支持最高16 MHz的時(shí)鐘；2）8 KB 系統(tǒng)可編程（ISP）的Flash 存儲(chǔ)器，支持自舉方式編程，512 字節(jié)SRAM，512 字節(jié)EEPROM；3）4 路PWM通道提供各種PWM 信號(hào)， 并可以進(jìn)行死區(qū)設(shè)置；4）8 路10 位ADC 模塊，1個(gè)10 位DAC 模塊，2 個(gè)模擬比較器；5） 多達(dá)29 個(gè)中斷源；6）支持UART，SPI，I2C 通信方式。其引腳功能分布圖如圖3 所示。

　　其中，PSCOUT00～PSCOUT21 引腳為SPWM 波輸出引腳，用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管，SD 引腳為IR2110 的使能控制，用來(lái)開(kāi)通或者鎖定SPWM 的導(dǎo)通。V_MAIN，V_OUT，I_OUT 引腳分別用來(lái)采樣母線電壓，輸出電容電流以及電感電壓。單片機(jī)還包括使用LED 報(bào)警功能， 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇在過(guò)熱時(shí)啟動(dòng)散熱功能，ISP 在線下載更新驅(qū)動(dòng)程序以及預(yù)留串口通信功能。