基于PIC单片机的正弦波逆变器设计与实现

目前，SPWM信号主要有3种生成方式：

1）使用比较器、振荡器等模拟电路产生三角波和方波进行比较，产生SPWM波，但是此种方法电路复杂，受元器件精度影响大，且不易控制；

2）利用专用SPWM集成芯片，其优点是电路简单，集成度高，缺点是无法全面实现对系统的反馈控制、监视管理和保护工作，故一般也要配合单片机实现；

3）利用单片机等微处理器产生SPWM波，此方法控制电路简单，调节灵活，硬件成本低。本文介绍一种利用PIC16F877A单片机实现SPWM波形的方法，并将其应用到全桥逆变电路中，验证了利用PIC单片机调制SPWM波的可行性。

1、系统总体设计

本系统从结构上看主要由单片机控制电路、驱动及逆变主电路组成。

1.1、单片机控制电路

1.1.1、PIC16F877A单片机主要功能简介

该系列单片机主要资源及功能有：

1）3个定时器，2个8位，1个16位；

2）8路10位A/D转换器，1个参考电压发生器，2个模拟电压发生器；

3）368字节（368×8位）的数据存储器；

4）上电复位（POR），掉电复位（BOR）；

5）2个CCP模块，具有捕捉、比较、脉宽调制功能；

6）有两个8位定时/计数器TMR0、TMR2和一个16位定时/计数器TMR1，其中TMR2带有一个欲分频器、一个后分频器和一个周期寄存器。TMR2还是CCP模块中PWM工作方式下的时基。

1.1.2、系统控制电路

本系统利用该系列单片机的CCP模块CCP1和CCP2输出两路互补SPWM波，然后通过反相器产生四路信号送至驱动电路。逆变输出电压具有稳压反馈功能，通过连接单片机RA0/AN0实现。系统控制电路如图1所示。

1.2、驱动及逆变主电路

本系统采用全桥逆变形式，驱动及逆变主电路如图2所示。当Q1，Q4导通时，Q2，Q3断开；当Q2，Q3导通时，Q1，Q4断开。驱动芯片采用IR2110，此芯片具有光耦隔离和电磁隔离的优点，悬浮电源采用自举电路，独立的功率地和逻辑地，使得芯片结构更加可靠。