PIC16F877A单片机单相逆变器研究+电路原理图(2)
2.逆变电路
2.1逆变电路的基本工作原理[5]
以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理；图中S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；如图1：
S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负；如图2：
1) 逆变电路最基本工作原理：改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率；
2) 电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同；
3) 阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。
2.2 PWM技术基础
PWM技术也称脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值)；
1) PWM技术控制方法简单容易，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。
2) PWM技术控制方法很多，微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论，非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展.到目前为止，已出现了多种方法
2.3.1面积等效的SPWM控制算法
目前生成SPWM波的控制算法主要有4种。
1) 自然采样法；
2) 对称规则采样法；
3) 不对称规则采样法；
4) 面积等效法。
理论分析后知规则采样法和不对称规则采样法产生的高次谐波很大，而减小高次谐波需要增加电路设计和算法。又自然采样法通过计算得到PWM，需要计算超越方程，运算量大，而PIC单片机片内无较大内，所以自然采样法不利于软件实现。本系统采用面积等效法实现SPWM控制，原理如图3所示。
利用正弦波小块面积与脉冲面积相等原则，将正弦波的一个周期分为N等分，则每一等分的宽度为2π/N弧度，利用面积等效法计算出0~1/4周期内N/4个不同的脉宽值，将产生的脉宽数列以列表形式存于PIC单片机的ROM中，以供单片机调用。
脉宽产生的基本公式为： ⑴
式中：m为调制度；T为单个PWM的周期；N为载波比，即正弦波一个周期内的脉冲采样个数，N根据所需正弦波的频率取不同值；k取值为0～ 。
由式（1）计算出的实际脉宽转换成计时步阶后生成 个值的正弦表存入PIC的ROM中以供调用。产生的SPWM脉宽表是一个由窄到宽的表。
2.3.2 SPWM调制方法
以图4为例进行分析
1) 单极性PWM控制方式
在ur和uc的交点时刻控制IGBT（或MOEFET）的通断，波形如图5，其中uof表示uo的基波分量。
ur正半周，V1保持通，V2保持断。
当ur>uc时使V4通，V3断，uo=Ud ; 当ur<uc时使V4断，V3通，uo=0 。
ur负半周，V1保持断，V2保持通。
当ur>uc时使V4断，V3通，uo=0; 当ur<uc时使V4通，V3断，uo=－Ud。
2) 双极性PWM控制方式
在ur和uc的相交时刻控制IGBT（或MOEFET）的通断，波形如图6，其中uof表示uo的基波分量。
在ur的半个周期内，三角波载波有正负，所得PWM波也有正负，其幅值只有±Ud两种电平。同样在调制信号ur和载波信号uc的相交时刻控制器件的通断。ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同