系统中发挥着至关重要的作用。随着高频开关 电源 技术的进步，它不仅改善了传统电路的外观和结构，而且大幅度提升了部分电源的回收 效率。节省材料，降低成本。

  逆变器是电力电子技术发展中早期使用的一种DCAC（直流/交流）转换装置。逆变器是一种将直流电转换为交流电同时还提供控制逻辑的装置。 逆变器 通常用于家庭电器中。逆变器的外形和安装方法顺应市场发展的新趋势，正在向小型化、智能化、模块化方向发展。

  220V工频电压最初输入到本文小型逆变系统的终端，然后由降压变压器输出24V交流 电压 。单相桥式整流电路、两个稳压电路和其他几个电路都有助于输出 24V 交流电压。经过二极管滤波后提供两路稳定的直流电压（15V和5V），为单片机。同时， 将程序在线串行编程到单片机中后产生的PWM （脉宽调制）波促使两个驱动芯片产生两相四通道 PWM 波，产生互补的高通和低通信号。驱动适当的MOS（金属氧化物半导体场效应晶体管的缩写）管后，构成电压型全桥逆变电路。最后，负载检验测试生成的互补矩形波；输出电压为220V、50Hz交流电压，最大输出电流为2.5A，最大输出功率不小于100W。 整个逆变器流程如上所述完成，系统模块设计框图如图1所示图表。

  美国国际整流器公司生产IR2110驱动芯片（现已被英飞凌公司收购 ）。它具有光耦隔离和电磁隔离特性。它以其体积小、速度快而成为大多数中小型功率转换装置中的驱动装置。

  驱动芯片 IR2110的内部功能结构 由三个主要部分所组成：电平转换、逻辑输入和输出保护。IR2110驱动芯片的各种优点 是系统电路构建和设计元件能避免许多问题的原因。例如，在高压浮动自举 电源 电路的设计中，一组电源有效地控制高低端口，将额外的驱动电源数量减少到最少。

  图2为IR2110驱动芯片的驱动半桥电路 ，这是对高端侧悬架驱动电路自举原理的简单说明。C1和VD1分别是自举电容和自举二极管，C2是电源电压Vcc的滤波电容，如图所示。

  首先，预计当S1关断时，自举电容C1能够承受 VC1 Vcc的电压。VM1导通，VM2截止，在HIN为高电平时，在S1的栅极和源极-发射极之间施加VC1电压。然后自举电容 C1 通过 Rg1、VM1、栅极和源极形成回路进行放电，使 VC1 等于电压源并触发 S1 导通。另一方面，HIN 和 LIN 之间的信号被认为是互补输入。当 LIN 为低电平时，VM3 被禁用，VM4 被启用。此时电荷通过S2栅极中的Rg2和源极内部的芯片快速释放到地。电是一种能源。此时死区时间对其产生影响，导致S2在S1开启之前关闭。

  当HIN为低电平时，VM1关闭，VM2开启。此时，S1栅极中的电荷将通过Rg1和VM2快速放电，导致S1关断。经过短暂的死区时间（td）后，LIN上升到高电平，导致S2导通，电源电压 Vcc 通过S2和VD1对自举电容C1充电，导致自举功率快速增加电容器C1。重复这个循环。

  图 3 是IR2110逆变器的示意图 。IR2110驱动芯片U3和U4就是其中的两个。Q1、Q2、Q3、Q4使用四个MOS晶体管。PIC16F716微控制器驱动器的 输出为 Ua、Ub、Va 和 Vb。一相PWM波的上下臂 为 Ua 和 Ub，Va 和 Vb 为另一相PWM波 的上下臂 ，如图所示为两相四路 PWM 波芯片引脚。驱动芯片的输出由 PIC16F716 微控制器触发。由于部分 PWM 波无法驱动大功率MOS管，因此二极管D9和D15（利用肖特基管的快恢复功能）必须依靠IR2110中的电容自举功能来增加电容充电。对自举电容C11、C12、C16、C17充电，以提高驱动MOS管的信号端电压，使其具有升压信号端输出的功能，从而提高MOS管的信号端电压Q1、Q2、Q3 和 Q4 可以使用PWM波不断地打开和关闭 。进一步地，逆变电路中同相上下臂的驱动信号是互补的。

  由图3可知，当Ua为高电平时，输出端HO1同样为高电平，从而使IR2110芯片的电容自举功能能够调节MOS管Q1的开路。同时，由于输出端LO1为低电平，MOS管Q4处于截止状态，无法驱动。同时Vb也输入高电平，表示输出端LO2处于高电平状态，之后MOS管Q3导通，Q2截止。结果，通过 HO1 Q1 P2 Q3 GND 构建了一条路径。当Ua、Vb为低电平状态，Ub、Va为高电平状态时，电流流过HO2 Q2 P2 Q4 GND的路径，开关器件（4个MOS管）导通和截止依次交替，从而在P2（负载端）位置形成交流电。由于芯片上下臂同时导通产生的短路在实际应用中很常见，因此在软件设计过程中增加了额外的死区时间，以防止短路，保护整个电路的正常工作。

  Microchip的 PIC 系列微控制器具有集成多个外围模块、性能稳定、硬件系统架构简单、功耗低等优点。因此， 本研究选择PIC16F716单片机作为逆变器的主控制器。这些特性大大降低了电路构建成本，因为 PIC16F716 微控制器不需要额外的A/D（模拟/数字）转换芯片，并且包含四个8位A/D转换通道。

  同时， PIC16F716 单片机还包括内置上电延迟定时器（DWRT）、双阈值欠压复位电路、可编程代码保护、上电复位电路（POR）、看门狗定时器（ WDT）、振荡器启动定时器（OST）、片上 RC 振荡器、 在线串行编程 （ICSP）等。这些功能品质可以降低单片机上电路器件的成本和外部器件的数量，从而使整个系统设备尺寸更小，在实际应用中具有显著的成本效益。在该系统架构中， PIC16F716微控制器采用具有增强型PWM模式 的半桥输出拓扑 （即微控制器可以提供从P1A到P1D的四个输出）。大多数情况下，只需两个引脚即可实现半桥输出模式。

  输出用于驱动推挽负载。图4为PIC16F716单片机小型系统的外围电路引脚图 ，其中半桥臂通常由RB1和RB2控制（通常使用可编程死区来达到延迟目的，以避免射击）通过半桥输出模式下大功率器件的现象），RB5/P1B引脚为 PWM 波输出信号，RB3/CCP1/P1A引脚为互补 PWM 波。此外，IR2110芯片驱动输出信号。

  本研究逆变电源设计中包含了保护电路，如图5所示。当逆变输出电流达到2.5A时，过流电流ACK超过4.5V，SPWM芯片检测到ACK超过2.5V 。 V、逆变器保护动作，LEDP灯闪烁。除此之外，LED L 灯闪烁。LC电路由输出滤波电路选择，其设计参数如下：L=1mH，C=3uF，截止频率为2.5kHz。

  在本研究中，我们展示了PIC16F716单片机的增强型捕获/比较/PWM模块（因此称为ECCP模块）如何快速实现两路输出互补对称PWM波。只要正确设置ECCP模块工作模式下的寄存器CCP1CON、周期寄存器PR2和脉宽寄存器CCPR1L三段的值，就可以产生所需的PWM波。该模块有全桥、半桥等多种工作模式可供选择。本软件设计中信号极性设置为高电平有效，采用半桥模式。半桥输出模式下，两个引脚用作输出驱动推挽负载：RB3 引脚发送 PWM 输出信号，RB5 引脚输出互补的 PWM 直通输出信号。此外，在半桥输出模式的情况下，可编程死区时间延迟能够尽可能的防止半桥电路中的现象。

  为了生成PWM波，必须确定两个参数：PWM波的周期T和PWM波的脉冲宽度Twidth。根据设计的基本要求，PWM 波的频率必须为 50 Hz，占空比为 30%。周期T=1/F=1/50=20ms；脉冲宽度 Twidth = 20 ms X 30% = 6 ms；然后，依据相应的公式，可以计算出周期寄存器PR2的初始值和脉宽寄存器CCPR1L的初始值。

  将软件上传到单片机后，打开测试，使用双迹示波器测量RB3和RB5的输出波形，如图6所示。信号的大小和方向随时间频繁变化，如图，满足逆变器。考虑到标准交流信号的特性后，结果符合逆变电路的要求。

  本文将逆变电路理论与单片机技术相结合，最终实现了一种基于SPWM技术的独立逆变 电源 的设计。实验证明，通过软件编程，能轻松实现单片机控制芯片PIC16F716的PWM模块的输出功能，实现SPWM波序列的输出。

  本工作中的逆变电路设计为全桥电路。采用Microchip PIC16F716芯片完成全桥逆变过程中SPWM专用芯片的设计，不仅简化了系统电路，而且提高了电路效率，实现了电路高频化和结构小型化。整流逆变器实物图如图7所示。

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  芯片HO、LO输出的波形都是互补的，想经过控制SD的开通和关断来使HO、

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