??? 摘 要： 提出了一種基于PIC單片機設計的三相正弦波" title="正弦波">正弦波變頻電源" title="變頻電源">變頻電源。樣機實踐證明，該電源切實可行、成本低廉，且具有輸出頻率可調、缺相保護、過流保護、不平衡保護等特點。
??? 關鍵詞： 單片機? 三相? PWM? 變頻

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??? 三相逆變控制" title="逆變控制">逆變控制常用的方式有三種：一是基于可編程邏輯器件的對稱規則采樣法，產生SPWM信號以實現逆變控制；二是利用DSP芯片產生SPWM信號以實現逆變控制；三是用專用芯片配合微處理器產生SPWM信號實現逆變控制。上述三種方法有一個共同缺點，就是實現成本高。本文提出一種新的利用單路PWM實現三相逆變控制的設計方法，這種方法充分利用單片機的片內資源，而且各種參數的取樣顯示和各種保護功能都盡可能利用軟件實現，大幅度節約了系統成本。
1 設計原理
??? 設以T為周期的周期信號v(t)為奇函數，即v(t±T)=-v(t);且v(t)為奇諧函數，即v(t±)=-v(t)，其波形圖如圖1所示，則該信號傅里葉級數的an項為零，bn的偶數項亦為零。由圖1可知，脈沖波形前半周期的表達式為：
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??? 因此，v(t)的傅里葉級數為：
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所以v(t)僅含奇次諧波，其中，(2k+1)次諧波分量為：
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??? 由此可得各奇次諧波分量的幅值為：
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??? 從而可得周期信號v(t)的基波有效值為：
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??? 由上述分析可知，圖1信號中主要成份為基波，而高次諧波是五次、七次、十一次等，消除了對逆變輸出波形影響較大的３k次諧波，且各高次諧波的幅值相比基波幅值很小。故而只需設計實現圖1所示的波形圖，再加上濾波器，濾除高次諧波，即可獲得正弦波。本文正是基于這一原理設計三相正弦波變頻電源。

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2 硬件設計
2．1系統結構
??? 整個系統硬件結構如圖2所示。

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　? 該系統的控制核心采用美國Microchip公司的PIC16F877A單片機，由單片機控制三相橋式逆變電路的工作狀態，單片機檢測輸出線電壓" title="線電壓">線電壓并調整三相橋式逆變電路以維持恒定的輸出線電壓；單片機檢測三路線電流，并由此判斷是否進行過流保護、缺相保護、三相不平衡保護；通過鍵盤由單片機調整設定輸出正弦波的頻率，且由數碼管顯示當前負載工作電壓、電流、頻率、功率等參數。
2．2電路設計
??? 整個系統硬件電路圖如圖3～圖5所示（圖中的器件參數均為輸出36V線電壓，1A電流而設計）。圖3中直流電源電路為各模塊供電。圖3中輸出電壓取樣電路由變壓器對輸出線電壓降壓后再整流、濾波實現，該電路產生信號送往單片機，單片機根據此信號判斷并調整輸出電壓（調整PWM信號的占空比）。圖3中輸出電流取樣模塊（共三組）利用交流互感器感應出輸出電流的千分之一，經取樣電阻轉換為交流電壓，再經整流、濾波、放大后送入單片機，單片機根據此輸入信號判斷輸出電流大小，并由此決定對電路是否進行過流保護、缺相保護和不平衡保護等。

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