??? 摘 要： 提出了一種基于PIC單片機(jī)設(shè)計(jì)的三相正弦波" title="正弦波">正弦波變頻電源" title="變頻電源">變頻電源。樣機(jī)實(shí)踐證明，該電源切實(shí)可行,、成本低廉，且具有輸出頻率可調(diào),、缺相保護(hù),、過流保護(hù)、不平衡保護(hù)等特點(diǎn),。
??? 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)? 三相? PWM? 變頻

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??? 三相逆變控制" title="逆變控制">逆變控制常用的方式有三種：一是基于可編程邏輯器件的對稱規(guī)則采樣法,，產(chǎn)生SPWM信號以實(shí)現(xiàn)逆變控制；二是利用DSP芯片產(chǎn)生SPWM信號以實(shí)現(xiàn)逆變控制,；三是用專用芯片配合微處理器產(chǎn)生SPWM信號實(shí)現(xiàn)逆變控制,。上述三種方法有一個共同缺點(diǎn)，就是實(shí)現(xiàn)成本高,。本文提出一種新的利用單路PWM實(shí)現(xiàn)三相逆變控制的設(shè)計(jì)方法,，這種方法充分利用單片機(jī)的片內(nèi)資源，而且各種參數(shù)的取樣顯示和各種保護(hù)功能都盡可能利用軟件實(shí)現(xiàn),，大幅度節(jié)約了系統(tǒng)成本,。
1 設(shè)計(jì)原理
??? 設(shè)以T為周期的周期信號v(t)為奇函數(shù)，即v(t±T)=-v(t);且v(t)為奇諧函數(shù),，即v(t±)=-v(t),，其波形圖如圖1所示，則該信號傅里葉級數(shù)的an項(xiàng)為零,，bn的偶數(shù)項(xiàng)亦為零,。由圖1可知，脈沖波形前半周期的表達(dá)式為：
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??? 因此,，v(t)的傅里葉級數(shù)為：
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所以v(t)僅含奇次諧波,，其中，(2k+1)次諧波分量為：
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??? 由此可得各奇次諧波分量的幅值為：
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??? 從而可得周期信號v(t)的基波有效值為：
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??? 由上述分析可知,，圖1信號中主要成份為基波,，而高次諧波是五次、七次,、十一次等,，消除了對逆變輸出波形影響較大的３k次諧波,，且各高次諧波的幅值相比基波幅值很小。故而只需設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)圖1所示的波形圖,，再加上濾波器,，濾除高次諧波，即可獲得正弦波,。本文正是基于這一原理設(shè)計(jì)三相正弦波變頻電源,。

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2 硬件設(shè)計(jì)
2．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
??? 整個系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

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　? 該系統(tǒng)的控制核心采用美國Microchip公司的PIC16F877A單片機(jī),，由單片機(jī)控制三相橋式逆變電路的工作狀態(tài),，單片機(jī)檢測輸出線電壓" title="線電壓">線電壓并調(diào)整三相橋式逆變電路以維持恒定的輸出線電壓；單片機(jī)檢測三路線電流,，并由此判斷是否進(jìn)行過流保護(hù),、缺相保護(hù)、三相不平衡保護(hù),；通過鍵盤由單片機(jī)調(diào)整設(shè)定輸出正弦波的頻率,，且由數(shù)碼管顯示當(dāng)前負(fù)載工作電壓、電流,、頻率,、功率等參數(shù)。
2．2電路設(shè)計(jì)
??? 整個系統(tǒng)硬件電路圖如圖3～圖5所示（圖中的器件參數(shù)均為輸出36V線電壓,，1A電流而設(shè)計(jì)）,。圖3中直流電源電路為各模塊供電。圖3中輸出電壓取樣電路由變壓器對輸出線電壓降壓后再整流,、濾波實(shí)現(xiàn),，該電路產(chǎn)生信號送往單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)此信號判斷并調(diào)整輸出電壓（調(diào)整PWM信號的占空比）,。圖3中輸出電流取樣模塊（共三組）利用交流互感器感應(yīng)出輸出電流的千分之一,，經(jīng)取樣電阻轉(zhuǎn)換為交流電壓，再經(jīng)整流,、濾波,、放大后送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)此輸入信號判斷輸出電流大小,，并由此決定對電路是否進(jìn)行過流保護(hù),、缺相保護(hù)和不平衡保護(hù)等。

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