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数控单片机纯正弦逆变器

本人之前一直在研究纯硬件逆变器,但是这东西越到后来越复杂,而且功能也不丰富,于是我产生了用单片机实现SPWM的方法


单片机我手上只有STC12C5410AD带PWM模块,于是就用他了.半年某人帮我选型了这款既带PWM又带AD又小巧的单片机,简直是小型单片机逆变器不可多得的神物啊!

这款单片机带有串口下载功能,无须专用编程器,只需用一个RS232电平转TLL电平的转换器(用MAX232,可以自制,成本不超过10元)把电脑串口和单片机连接起来即可,这方便了广大朋友的仿制


这次实现的功能如下:
1.SPWM波输出(两路,外部需要俩CD4011加死区和反向后驱动H桥)
2.闭环稳压(DC反馈)
3.输出电压检测(输出电压偏差过大报警)
4.输出电流检测(输出电流过大报警)
5.输出短路保护(拟采用先进的管压降短路检测法,检测到短路后每个工频周期只输出一个很窄的检测脉冲,短路消失后立即恢复输出)
6.电池电压检测(电池电压不正常的提醒和报警甚至关闭逆变器)
7.串口通信功能(方便连接计算机查看逆变器工作状态)
8.外部关断功能(可使用外部信号关断单片机,提高拓展性)

程序采用C语言编写,完全自己写的!这是源程序:spwm 现在还差串口通信功能的完善和根据硬件确定输出电流电压的计算公式中的系数
其他功能在面包板上模拟测试都有效

输出的SPWM波

 

假设负载短路时的波形:

 

面包板上测试程序,长线是串口

 


由于今天晚了,先睡了,明天为大家详细讲解单片机的SPWM过程

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三价元素
LV.5
2
2012-06-13 22:21

支持楼主精神，我们学习了……

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jiaosheng1981
LV.5
3
2012-06-13 22:33
@三价元素
支持楼主精神，我们学习了……
我一直用模拟器件做开关电源，正在学习数字化开关电源，向楼主学习。
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zwttt
LV.6
4
2012-06-14 08:40
真的，数字化的逆变，拓展很多功能容易！
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yangyixian
LV.7
5
2012-06-14 08:47
@三价元素
支持楼主精神，我们学习了……

顶起！

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606heding
LV.4
6
2012-06-14 12:17
顶起来
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xzszrs
7
2012-06-14 12:31
很好！加精！置顶！要是能把SPWM的精度提高点就更好了，比如32个点增加到64个点。
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plc_avr
LV.6
8
2012-06-14 13:06
@xzszrs
很好！加精！置顶！要是能把SPWM的精度提高点就更好了，比如32个点增加到64个点。

"死太惨"的单片机就那样，想要提高精度难了。至少要到256点以上波形才会好看点。

顶楼主，多谢共享，学习了。

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ww1101100
LV.3
9
2012-06-14 13:11
最近也在学习数字电源 
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黑夜11
LV.5
10
2012-06-14 16:15
不错，顶一个，8位的4路pwm
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尤小翠
LV.7
11
2012-06-14 19:30
@xzszrs
很好！加精！置顶！要是能把SPWM的精度提高点就更好了，比如32个点增加到64个点。

请教一下,SPWM波的频率和输出LC滤波器是啥关系呢?SPWM频率越高滤波器件就可以越小?

现在我把SPWM频率提高了5倍,达到了20KHz,每半个周期有160个点!

顺便修改了启动时的Bug和保护电路的Bug

spwm 

在面包板上用RC滤波器测试了下波形(一路经过反向):

 

用示波器的运算功能意淫出来的正弦波形:

 

 

找时间要装实机了

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IGBT2010
LV.8
12
2012-06-14 20:25
@尤小翠
请教一下,SPWM波的频率和输出LC滤波器是啥关系呢?SPWM频率越高滤波器件就可以越小?现在我把SPWM频率提高了5倍,达到了20KHz,每半个周期有160个点!顺便修改了启动时的Bug和保护电路的Bug[图片]spwm 在面包板上用RC滤波器测试了下波形(一路经过反向):[图片] 用示波器的运算功能意淫出来的正弦波形:[图片]  找时间要装实机了

占个座位，等楼主讲课！！！

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jsjjsj235
LV.4
13
2012-06-14 21:22
@尤小翠
请教一下,SPWM波的频率和输出LC滤波器是啥关系呢?SPWM频率越高滤波器件就可以越小?现在我把SPWM频率提高了5倍,达到了20KHz,每半个周期有160个点!顺便修改了启动时的Bug和保护电路的Bug[图片]spwm 在面包板上用RC滤波器测试了下波形(一路经过反向):[图片] 用示波器的运算功能意淫出来的正弦波形:[图片]  找时间要装实机了
支持楼主，值得学习，好样的。
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xzszrs
14
2012-06-14 21:35
@尤小翠
请教一下,SPWM波的频率和输出LC滤波器是啥关系呢?SPWM频率越高滤波器件就可以越小?现在我把SPWM频率提高了5倍,达到了20KHz,每半个周期有160个点!顺便修改了启动时的Bug和保护电路的Bug[图片]spwm 在面包板上用RC滤波器测试了下波形(一路经过反向):[图片] 用示波器的运算功能意淫出来的正弦波形:[图片]  找时间要装实机了

载波越高，LC需要越小。点数多了，精度也高了，但是你把点数的最大值调到255会更好。当初我也不太明白所以才做到216.

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尤小翠
LV.7
15
2012-06-14 22:13
@xzszrs
载波越高，LC需要越小。点数多了，精度也高了，但是你把点数的最大值调到255会更好。当初我也不太明白所以才做到216.

20KHz不低了吧........

明天把最大值改成255试试.........

20KHz要用多大的滤波器呢？

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chinomango
LV.2
16
2012-06-15 03:54
@尤小翠
20KHz不低了吧........明天把最大值改成255试试.........20KHz要用多大的滤波器呢？

娘子军连长吗：）

频率越高滤波器越简单，但是电路要求越高。管子关断有时间限制，光耦的频率一般不高，高频磁心在此范围还可以。

通常不建议低于20KHz。高于100KHz就不大容易做大功率了。

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plc_avr
LV.6
17
2012-06-15 06:33
@尤小翠
20KHz不低了吧........明天把最大值改成255试试.........20KHz要用多大的滤波器呢？

你现在16K还不到，呵呵。20K，要400点。频率越高，滤波的电感电容就越小，但是也不能一味讲究高频，超过30K，一般的管子受不了。加上电路损耗也会加大，发热量也非常大。

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尤小翠
LV.7
18
2012-06-15 06:44
@chinomango
娘子军连长吗：）频率越高滤波器越简单，但是电路要求越高。管子关断有时间限制，光耦的频率一般不高，高频磁心在此范围还可以。通常不建议低于20KHz。高于100KHz就不大容易做大功率了。

帐号名字是初中同学的外号…不要误会…


我准备用TLP250搞隔离驱动，所以频率不上太高，我觉得20多KHz很足了，不准备提升频率了


另外手头的滤波元件寒酸，只有1个2.5cm的铁铝硅磁环，630v2.2uF电容4个两个滤波电感能不能绕到一个磁环上？

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tvro
19
2012-06-15 06:51
期待中
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chuangmao
LV.7
20
2012-06-15 08:44
@tvro
期待中
楼主的精神值得我们学习！
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tvro
21
2012-06-15 09:16
@chuangmao
楼主的精神值得我们学习！
楼主的实验条件也好
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xzszrs
22
2012-06-15 09:42
@尤小翠
20KHz不低了吧........明天把最大值改成255试试.........20KHz要用多大的滤波器呢？
LC还和功率有关系，比如2KW,L大约1.5MH.
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尤小翠
LV.7
23
2012-06-15 15:41
@plc_avr
你现在16K还不到，呵呵。20K，要400点。频率越高，滤波的电感电容就越小，但是也不能一味讲究高频，超过30K，一般的管子受不了。加上电路损耗也会加大，发热量也非常大。

现在实测频率23KHz         有图为证(随便取的一个周期)

 

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世纪逆变
LV.8
24
2012-06-15 21:37
@tvro
楼主的实验条件也好
强烈支持楼主，期待.................................................................................................
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Kira
LV.6
25
2012-06-15 21:57
@世纪逆变
强烈支持楼主，期待.................................................................................................
记号
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思睿电子
LV.5
26
2012-06-15 22:32
@Kira
[图片]记号
好久没有顶过贴了，这个得顶起，
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yangyixian
LV.7
27
2012-06-16 08:11
@思睿电子
好久没有顶过贴了，这个得顶起，

那是必须的

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尤小翠
LV.7
28
2012-06-16 13:55

通报进展:

昨天晚上熬夜到2点半终于把电路用万能板焊好了,电路图是上课时随便意淫出来的......

这是电路图和实物图

 

程序也修改了下以适应硬件(只修改了AD通道的序号和STOPO改成了低电平关断):

spwm 

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yangyixian
LV.7
29
2012-06-16 14:35
@尤小翠
通报进展:昨天晚上熬夜到2点半终于把电路用万能板焊好了,电路图是上课时随便意淫出来的......这是电路图和实物图[图片] 程序也修改了下以适应硬件(只修改了AD通道的序号和STOPO改成了低电平关断):[图片]spwm 
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xiaqing
LV.7
30
2012-06-16 22:45
@尤小翠
通报进展:昨天晚上熬夜到2点半终于把电路用万能板焊好了,电路图是上课时随便意淫出来的......这是电路图和实物图[图片] 程序也修改了下以适应硬件(只修改了AD通道的序号和STOPO改成了低电平关断):[图片]spwm 

很不错!lz在哪里发财？

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思睿电子
LV.5
31
2012-06-17 06:38
@尤小翠
通报进展:昨天晚上熬夜到2点半终于把电路用万能板焊好了,电路图是上课时随便意淫出来的......这是电路图和实物图[图片] 程序也修改了下以适应硬件(只修改了AD通道的序号和STOPO改成了低电平关断):[图片]spwm 
楼主现在在那里上学。
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