单片机与单片机与DSP中的基于中的基于ATmega8 单片机控制的正弦波逆变电单片机控制的正弦波逆变电
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摘要：在野外供电不便的情况下，为了给各类维修工具及电子仪器供电，采用了ATmega8单片机编程控制脉宽
调制芯片TL494及开关管专用驱动集成IR2110,逆变产生纯正弦波交流电压，设计得到了一种智能化程度较高的
正弦波逆变器.通过实际应用证明，该逆变器具有便于携带.功耗低.性价比高.抗干扰能力强等特点. 0 引言
在风电行业中，经常需要在野外对风机进行维修，这时必须为各类维修工具和仪器进行供电.因此，设计一种
便携式.低功耗.智能化的正弦逆变电源来为这些设备供电是十分必要的，可大大提高维修风机的效率. 本文
正是基于这种情况下而设计的一种基于单片机的智能化正弦逆变电源. 1
摘要：在野外供电不便的情况下，为了给各类维修工具及电子仪器供电，采用了ATmega8单片机编程控制脉宽调制芯片
TL494及开关管专用驱动集成IR2110,逆变产生纯正弦波交流电压，设计得到了一种智能化程度较高的正弦波逆变器.通过实际
应用证明，该逆变器具有便于携带.功耗低.性价比高.抗干扰能力强等特点.
0 引言
在风电行业中，经常需要在野外对风机进行维修，这时必须为各类维修工具和仪器进行供电.因此，设计一种便携式.低功
耗.智能化的正弦逆变电源来为这些设备供电是十分必要的，可大大提高维修风机的效率.
本文正是基于这种情况下而设计的一种基于单片机的智能化正弦逆变电源.
1 正弦逆变电源的设计方案
本文所设计的逆变器是一种能够将DC 12 V直流电转换成220 V 正弦交流电压，并可以提供给一般电器使用的便携式电源
转换器.目前，低压小功率逆变电源已经被广泛应用于工业和民用领域.特别是在交通运输.野外测控作业.机电工程修理等无法直
接使用市电之处，低压小功率逆变电源便成为必备的工具之一，它只需要具有一块功率足够的电池与它连接，便能产生一般电
器所需要的交流电压.由于低压小功率逆变电源所处的工作环境，都是在荒郊野外或环境恶劣.干扰多的地方，所以对它的设计
要求就相对很高，因此它必须具备体积小.重量轻.成本低.可靠性高.抗干扰强.电气性能好等特点.
针对这些特点和要求，研究一种简单实用的正弦波逆变电源，以低价实惠而又简单的元器件组成电路来满足实际要求，定
会受到市场的普遍欢迎.当前，设计低功率逆变电源有多种方案，早期的设计方案是直接将直流电压用双开关管进行控制，在
50 Hz方波的作用下，产生220 V的方波逆变电压.
但随着用电设备对逆变电源性能的要求不断的提高，方波逆变电源在多数场合已被淘汰，而正弦波逆变器的应用已成为必
然趋势.现在，市场上低功率正弦波逆变电源的主要设计方案有3种.
1.1 一次逆变的正弦波逆变电源
该方案也是将要逆变的直流电压直接加到双开关管上，然后采用数十倍于50 Hz的正弦化脉冲宽度调制脉冲串对开关管直
接进行驱动，之后对输出的电压实行“平滑”处理，进而获得类似于正弦波的连续变化的波形，这种方法的优点是电路一次逆
变，高效而简单.但变压器过于笨重，没办法满足体积小，重量轻的要求.
1.2 多重逆变的正弦波逆变电源该方案是将驱动开关管的50 Hz信号，分成若干相位不同而频率相同的驱动信号，分别驱
动各自的开关管，使得各自的输出电压也错开一定的相位，然后再进行叠加处理，输出多阶梯的阶梯波再进行滤波就能输出所
需的正弦波电压.此种方案电路较为复杂，一旦有一组开关管失效，输出的波形就有很大的失真.
1.3 二次逆变的正弦波逆变电源随着高频开关管技术的日趋成熟，逆变电源的电路设计趋向于先变压，后变频，即先将直
流电压转为高频交流电，再将高频交流电转换为50 Hz 的正弦交流电源，其原理框图如图1所示.
由于开关管的价格低廉，因此组成图1的单元电路性价比高，当前市场上以此种设计方案来生产低功率逆变电源的居多.
2 基于单片机控制的正弦波逆变电源在以上列举的三种逆变电源设计方案当中，以二次逆变的正弦波逆变电源为佳.按照
这种思路，早期的具体电路解决方案多采用PWM 控制芯片如TL494,SG3524,SG3525A 等，以固定的频率去控制DC?DC 和
DC?AC部分的开关管，并采用修正电路对输出的波形进行修正，以期达到正弦波的要求.但这种纯PWM芯片控制的电路，对
于元件的老化.发热.受到干扰等情况无法自动加以修正，或者修正能力差，往往使得在实际的应用当中经常出现电路故障.随着
单片机技术的发展，设计人员不断想将单片机引入到正弦逆变电源的控制当中，但对于高频部分的控制，低成本的单片机完成
不了这个功能，高成本的单片机又会降低性价比，故本文提出了另外一种设计方案，就是采用低廉的ATmega8单片机，配合
TL494,IR2110和开关管，构成一个体积小，成本低，控制能力强的正弦波逆变电源，其方框图如图2所示.
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