第一章绪论
1.1引言
采用现代逆变原理和技术，逆变电源可以快速又准确的调节输出信号的幅值、频率，从而达到改善电能质量，减少设备对电网的干扰，高效节能的目的。随着人们环保意识的加强和对新兴能源的重视，逆变器得到了越来越广泛的应用。主要应用领域有：变频调速、制动能源反馈、不间断供电、感应加热、变频电源、太阳能发电、风力发电、直流输电、有源滤波等。
1.2逆变电源发展概况
第二代逆变器特点是用到了全控器件，如功率场效应晶体管（MOSFET)、绝缘栅双极晶体管（IGBT)、集成门极换向晶阐管（IGCT)、场控晶阐管（MCT)等高速器件，以及SPWM技术的应用，使逆变器的性能大大提高。但它有非线性负载的适应性不强、输出电压波形易受低次谐波发生畸变，以及当负载突变时电压的调整时间过长等缺点[3]。第三代逆变器的特点釆用小型化和高性能的新逆变技术，模糊控制和神经网络控制等己成为现代逆变电源的常用控制方式。这些新技术的应用使得逆变电源克服了上一代的缺点，虽然第三代逆变器也有不足之处，但正在不断的完善当中。相信随着科技的不断进步，逆变电源会在最近几年中拥有突飞猛进的发展。随着电力电子技术和现代控制技术的发展，逆变电源的发展趋势正朝着高频化、低噪声、模块化、数字化、绿色化、高可靠性、新型控制策略方向发展，从而为今后的绿色电源产品和设备的发展提供强有力的技术保证。
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第二章系统总体设计
2.1系统设计性能要求
—个优良的逆变电源应该能够在恶劣的环境中长期、稳定高质量的工作，所以应具备以下几点性能要求：1、逆变系统必须能够适应一定输入电压的浮动变化，一般允许输入电压变动范围为其标准值士 10%。2、负载的过载能力强，其中包括稳态负载的过载能力和瞬态负载的过载能力。稳态负载的过载能力是指负载电流达到额定负载电流的1.5倍时，电路能够承受10秒以上；当负载电流达到额定负载电流的1.2倍时，逆变电源能够稳定工作5~10分钟。这反映了逆变电源的过载保护能力。3、较高的输出电压精度。无论逆变电源的负载如何变化，输出电压都能够在220V土(1~2)%之间变化。4、较高的输出频率精度。正常工作条件下，逆变电源的输出频率不得偏离标准值的土1%。5、输出波形有较小的失真度。一般情况下输出正弦电压波形的失真度不得大于3%。6、具有较高的可靠性。7、快速的动态响应。正常工作条件下，动态电压和频率的最大瞬态偏差分别不超过土10%和±2%，同时电压的恢复时间小于1秒。此外，高性能高质量的逆变电源还应具有体积小，重量轻，电磁兼容性好，成本低等一些基本指标。
2.2系统设计指标
采用STM32单片机设计并制作一个标准正弦逆变电源，具体参数如下：开关频率：21.5KHZ输入电压：DC48V输出电压：标准正弦波AC220V 土 10V输出频率：50Hz±0.5Hz输出功率：600VA逆变效率：90%以上 ，逆变电源的开关频率选择的越高，选用的滤波器件的体积就会越小，输出电压波形也就越平滑，抗干扰能力强，同时对分布式器件的影响较大，噪声和功耗都会相应的加大，所以本文为满足主流家用电器的情况下，开关频率选择在21.5 KHz。
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第三章系统硬件电路的设计 ...........8
3.1硬件电路结构介绍 ..........8
第四章系统软件部分的设计 ..........27
4.1 RVMDK集成开发环境简介 ..........27
第五章硬件调试和结果分析 ...........43
5.1系统测试及结果分析 ........43
第五章硬件调试和结果分析
5.1系统测试及结果分析
针对本文中设计的硬件电路和软件程序，本章进行了相应的实验和测试，并记录下逆变器各种条件下的波形，同时对实验结果和数据进行了分析。本课题制作的整体逆变器如图下图所示，包含了主电路以及辅助电路，直流输入电压48V,开关频率21.5kHz,使用示波器显示实验结果并保存相关波形。
软件仿真输出的两路互补的SPWM波，死区时间设定的是ItiS。如下图所示，可以看出输出的波形良好，占空比在不断的变化，死区的存在防止了两路IGBT同时导通。下图是程序在STM32单片机上运行后，通过示波器观察输出的两路SPWM波。从图5.6可以看出来占空比不断的发生着变化，频率也达到了预期的21.5KHZ的要求，两路SPWM波的幅值约为3.3V。由于示波器的扫描时设为500ms时，SPWM波比较密集。不容易观察两路SPWM波的变化情况，以及不能直观观察到死区时间的存在。因为在软件程序中，设定了 1ms的死区时间。只有证实真正的存在死区时间，才能把STM32单片机产生的SPWM波加到驱动芯片上。为了直观的观察到死区时间，把示波器的扫描时设为500ns，从图5.7中看到两路SPWM波，极性相反，死区时间是1-15，满足设计要求。
5.2本章小结
本章主要介绍了逆变系统实验中所产生图像和遇到问题，以及响应问题的分析处理。主要包括：SPWM波的产生；空载时变压器初级和次级的电压输出波形；负载时变压器初级和次级的电压输出波形；以及采用反馈调节后，输出电压的波形；最后介绍了附加电路的运行效果。
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第六章结论及展望
本课题的研究过，主要完成了一下几项工作：1、大量参考了国内外的文献和资料，充分了解了逆变器的工作原理，在此基础上又了解了逆变器的发展概况，同时也分析了课题研究的背景和意思，为下一步深入的研究打下基础。2、由逆变器的工作原理，深入研究了 SPWM调制信号的产生，同时根据本课题系统的性能指标，在STM32上实现了所需的SPWM波的产生。并选择除了适合本课题的控制算法，以及所采用的网络拓扑结构。3、依据设计性能指标，分析器件的参数，选择出了本课题的实物器件，同时也给出了系统的逆变电路，驱动电路，反馈电路以及附加电路。并根据设计的电路图，连接出了相应的实物电路。4、控制芯片选择的是STM32F103C8B6，它的优越的特性，非常适合本课题的逆变系统的使用。并在STM32单片机上实现了软件部分的设计，主要包括：主程序，SPWM波产生部分，采样反馈部分，显示部分和温度测量部分等。并根据程序的实现过程，画出了程序流程图。5、对本系统的软件和硬件进行实际的检测，并分析了输出的结果。同时找出了问题原因的所在之处。最后实验验证了，本课题设计的逆变系统符合预期目标，达到了设计要求。
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参考文献（略）