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1所示。
由图1可见,整个系统主要由ATmega8单片机进行控制,TL494和IR2110是否工作,全由单片机根据反馈信号作出调整。高频开关管及驱动输出部分采用单相全桥逆变电路构成。具体工作原理是采用ATmega8单片机作为系统控制的核心,利用TL494能产生高频PWM信号的功能,通过单片机对其脉冲宽度进行控制并输出,以控制高频开关管组成的全相逆变电路,将低直流电压逆变成为高压方波,并通过整流滤波之后,送到驱动输出全桥逆变电路,由单片机控制IR2110输出工频驱动信号,控制输出驱动电路输出50Hz,220V的正弦交流电压。
单片机电路及编程
本文采用的是Atmel公司生产的ATmega8单片机来进行控制的,它的工作电压范围宽,抗干扰能力强,具有预取指令功能。这使得其理速度快,引脚输出电流大,驱动能力强,输出的脉冲信号无需放大可直接驱动步进电机驱动模块,端口全内置上拉电阻,均可作为输入或输出,具体情况通过编程灵活配置,基于以上优点,选择ATmega8L单片机作为控制器,不仅可提高系统整体性能,也可简化外围电路。
本文主要将它应用于整个系统的信号驱动,温度检测,风扇控制,安全保护,数据显示等。ATmega8单片机分别采集来自系统电路的温度。电流、电压,并根据这三个参数的情况分别控制启动风扇散热,控制是否输出报警信号,控制SD端和DCDC 端是否使系统处于保护状态,QA1~QA4则是输出50Hz的驱动信号,具体的编程控制如图2所示。当系统启动后,单片机先检查系统的温度环境是否正常,不正常则启动报警,并提示出错代码,如果正常则启动高频逆变电路工作,并检测260VDC是否正常,不正常则报警,正常则启动正弦逆变电路工作,并一直检测输出的电压电流是否正常,正常则输出,不正常则报警。
结语
综上所述,基于ATmega8单片机控制的正弦波逆变电源的整体设计方案,可高效.便捷的为野外作业提供所需的交流电源,该电路目前已实验成功并投入到实际的使用当中。实践证明,本文设计出来的逆变电源具有体积小,重量轻,稳定可靠的性能。
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