摘 要

随着信息技术的不断发展，社会的不断的进步，小功率的逆变电源在日常生活中得到应用。人们生活水平的挺高，人们逐渐将汽车视为一种可代步亦可娱乐的交通工具，各种娱乐休闲设备装载在车辆上，例如：DVD，移动电视，冰箱，手机充电器等，车载逆变电源得到广泛应用。

本文采用了推挽正激升压电路以及全桥逆变电路将直流24V转换成220VAC。推挽正激电路其控制方式是基于PWM控制芯片TL494出发开关管，实现直流升压，而逆变电路则是基于AT89C51单片机，与单相SPWM生成芯片SA8382组成SPWM生成电路，实现对DC-AC模块开关管的控制。同时单片机系统还实现了过压、欠压、过流等保护以及对输出电压的稳定控制。

本文的硬件设计，主要是应用Altium Designer绘画硬件系统原理图，同时运用Proteus仿真软件对小功率逆变电源进行仿真调试，对本次系统设计进行验证调试，实现220AC/50HZ稳定输出。

关键字： 逆变电源；TL494;AT89C51；SPWM控制；Proteus

Abstract

With the development of information technology and the progress of society,the small power inverter is used in life. The standard of People's living has become more and more good, people gradually treat the vehicle a means of transportation and a entertainment．More and more owners will mount electronic devices on their vehicles, such as DVD, mobile TV, refrigerators, cell phone chargers and other, inverter power supplies are widely used.

In this paper, the push-pull forward shock boost circuit and full bridge inverter circuit will change 24V DC into 220VAC. The control method of the push-pull forward circuit is based on PWM control chip TL494 starting switch based on DC boost and the inverter circuit is based on AT89C51 microcomputer and single-phase SPWM chip sa8382 SPWM generating SPWM circuit, to realize the control of the inverter switches. At the same time,Single chip microcomputer system achieve over voltage protection, under voltage protection, over current protection and the output voltage stable control.

In this paper, the hardware design mainly use Altium designer painting principle diagram of hardware system. At the same time, the use of Proteus simulation software achieve small power inverter simulation and debugging, debugging of the system design verification, implementation 220AC/50HZ stable output.

Keywords: inverter power supply; TL494; AT89C51; SPWM ; Proteus

目录

第1章 引言 1

1.1 研究小功率逆变电源的目的及意义 1

1.2 小功率逆变电源国内外研究状况分析 1

1.3 本课题设计要求与研究内容 1

1.3.1 课题设计要求 1

1.3.2 本文的主要内容 2

第2章 系统总体设计 3

2.1 逆变电源的总体设计结构 3

2.2 逆变电源总体方案选择 3

2.2.1方案一 3

2.2.2 方案二 4

2.3 DC-DC升压电路拓扑结构及方案选择 4

2.3.1 正激电路 4

2.3.2 推挽电路 6

2.4 DC-AC逆变电路拓扑结构及方案选择 7

2.4.1 单相半桥式逆变电路 7

2.4.2 单相全桥式逆变电路 8

2.5 控制电路选型 8

2.5.1 DC-DC控制策略 8

2.5.2 DC-AC控制策略 9

第3章 主电路设计 11

3.1 DC-DC升压模块 11

3.1.1 推挽正激电路 11

3.1.2 参数计算 11

3.1.2 推挽正激电路原理图 13

3.2 DC-AC逆变模块 13

3.2.1 参数计算 13

3.2.2 DC-AC模块原理图 14

3.3 控制电路 15

3.3.1 DC-DC PWM控制电路 15

3.3.2 DC-AC SPWM控制电路 16

3.4 保护电路 17

3.4.1 输入过压、欠压保护电路 18

3.4.2 输出过压、输出过流保护电路 18

第4章 系统软件设计 20

4.1 软件设计主体方案 20

4.2 系统子程序设计 21

4.2.2 电池电压和输出电压电流检测程序设计 21

4.2.3 SPWM波形产生程序设计 22

第5章 系统仿真 23

5.1 DC-DC模块仿真 23

5.2 DC-AC模块仿真 23

5.3 控制电路仿真 24

参考文献 26

致 谢 27

第1章 引言

1.1 研究小功率逆变电源的目的及意义

随着逆变技术、半导体器件的快速发展和工业界对逆变器控制性能要求越来越高，逆变电源性能的改善与提高得到人们的重视。小功率逆变电源的研究是将较小的直流电，比如将24V的蓄电池通过DC-DC变换和DC-AC变换，将直流电转化为50HZ/220V的交流电。车载逆变器就是一种汽车专用的电子装置，可以将12V/24V直流电转换成为220V/50HZ交流电。逆变器在日常生活中得到广泛应用，例如电脑，手机，冰箱等。但据有效数据，车载电源在国外的普及率为70%，而在国内仅为20%左右，因此研究一种具有可靠性，安全性，优质性，低成本的车载逆变电源尤为重要^[1]。同时，目前石油等不可再生能源终将耗尽，新能源（太阳能、风能、潮汛能等）逐渐成为主要能源。但是新能源发电，输出电压都比较低且相对不太稳定，必须通过小功率逆变电源变换才能得到220V/50HZ交流电输出，才能满足日常生活的需求。因此逆变电源在新能源开发和利用领域具有重要的价值。

1.2 小功率逆变电源国内外研究状况分析

逆变电源的核心部分DC/AC逆变模块，其参数的选择以及拓扑结构的确定直接关系到整个系统的性能。而逆变器现在主要采用的技术是现代逆变技术，它是一种多项技术综合起来的新技术，广泛应用于当今社会的逆变器中。同时，现代逆变技术和现代逆变器在新能源开发和利用领域有着至关重要的地位^[2]。

　70年代初期，20kHZPWM型开关电源的应用,引起了“20kHz电源技术革命”。80年代以前，半导体技术发展有限，开关管价格贵，消耗大，逆变电源发展缓慢；80年代以后，半导体技术的不断进步与发展，MOSFET等新型开关管的出现，推动了整个逆变电源的进步。