武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书 单相逆变器仿真研究 1 概述 随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高，许多行业 的用电设备（如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等）都不是直接使用交流电网 作为电源，而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式，它们所使用的电能大 都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。 现如今，逆变器的应用非常广泛，在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电 池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变。另外，交流电机调 速变频器、UPS、感应加热电源等使用广泛的电力电子装置，都是以逆变电路为核心。 本文以单相 DC-AC 逆变器为研究对象，设计了一种基于全桥式结构的 SPWM 逆变器。 以 TI 公司低功耗 16 位单片机 MSP30FX169 为核心，根据反馈的电压或电流信号对 PWM 波形作出调整，进行可靠的双闭环控制，逆变部分采用 MSP430 数字化 SPWM 控制技术， 以尽可能减少谐波。为降低开关损耗，防止产生噪声，将开关频率设置为 20KHZ。系统具 有短路保护，输入过压和过流保护功能，针对开关管，还完善了抑制浪涌电流，开断缓冲 和关断缓冲等功能。设计的硬件电路主要包括全桥式逆变主电路、控制电路、驱动电路、 取样电路、保护电路等。重点分析了 SPWM 控制算法，并给出了软件实现 SPWM 波形的 过程。采用无差拍控制和传统的 PI 控制方法相结合的复合控制方法，既利用了无差拍控制 的快速动态响应特性，又利用了 PI 控制具有强的鲁棒性，据此设计的控制器能够使逆变器 的输出电压很好地跟踪正弦波，在电容性整流负载下输出电压也具有很好的正弦性，在 MATLAB/SIMULINK 下建立了电源系统的仿真模型，完成了控制器的参数设计，并给出 电源在不同负载下和主电路滤波器参数变化下的输出电压仿真波形，证明了本方案设计的 逆变器能够得到优质的正弦交流电。 1 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书 2 方案论证 2.1 主回路拓扑结构方案选择 逆变电源主电路结构的选取应该遵循以下几个原则：选用尽量少的开关器件，这样可 以提高系统的可靠性，并且降低成本；尽量减少逆变电源中的电容值、电感值，和减少电 容电感元件在逆变电源中的数量，这样可以减小整个逆变电源设备的体积，提高其可靠性， 同时也应该降低设备的成本；电路拓扑结构应该有利于逆变电源最终输...
