基于AVR 单片机的数字正弦逆变电源设计

以进行死区设置；4）8 路10 位ADC 模块，1个10 位DAC 模块，2 个模拟比较器；5） 多达29 个中断源；6）支持UART，SPI，I2C 通信方式。其引脚功能分布图如图3 所示。

　　其中，PSCOUT00～PSCOUT21 引脚为SPWM 波输出引脚，用来驱动功率开关管，SD 引脚为IR2110 的使能控制，用来开通或者锁定SPWM 的导通。V_MAIN，V_OUT，I_OUT 引脚分别用来采样母线电压，输出电容电流以及电感电压。单片机还包括使用LED 报警功能， 驱动风扇在过热时启动散热功能，ISP 在线下载更新驱动程序以及预留串口通信功能。

3.2 控制策略

本数字系统采用电感电流反馈控制。将输出电感电流引入控制系统，和输出电容电压一起形成双闭环控制，通过采样输出电感电流和输出电容电压，用外环电压误差的控制信号去控制内环电流， 调节电流使输出电压跟踪参考电压值，提高系统的动态响应。双闭环控制系统由于存在内环回路，增大控制系统带宽，使得逆变器动态响应加快，输出电压的谐波含量减小，对非线性负载的适应能力加强。外环调节器可以按照负荷的变化相应地调整内环调节器的给定值，使调节系统仍然具有较好的品质，所以双闭环控制系统对负荷变化具有较强的适应能力，可使逆变电源的输出性能得到较大的改进。为了简化电压外环设计，可将电流内环看成一个比例环节，电压外环看成一个PI 环节。图4 为双环控制系统框图。

　　3.3 软件流程

系统软件设计采用模块化设计，主要包括：硬件初始化模块，正弦表初始化模块，输出保护模块，双闭环调节模块，中断处理模块。主程序和SPWM 产生中断处理模块的流程分别如图5（a）和图5（b）所示。

　　4 试验结果

根据以上思想完成制作一台1 kW 的样机， 采用IRF3805 作为推挽升压的功率管，RHRP8120 作为整流二极管， 全桥逆变功率管则采用IRG4PC50UD，SG3525A 的PWM波频率设置为80 kHz，SPWM 波的频率设置为10 kHz， 输出滤波电感L 为2.5 mH，输出滤波电容C 为4.7 μF，可得正弦交流输出电压精度220 V±1%， 频率精度50 Hz±0.1% ，THD小于1%，逆变效率大于90%，其空载和满负载时的试验波形如图6（a）和图6（b）所示。

　　5 结论

提出了一种前级由SG3535A 控制推挽升压和后级基于AT90PWM2 的全桥逆变的数字式逆变电源的设计方法。使用AT90PWM2 的波形发生器产生SPWM 波形， 有效简化电路，利用前端负反馈以及后端的双闭环调节使得逆变电源具备输出电压特性的高性能。预留的串口通信和在线下载功能使得逆变电源具备与上位机通信以及扩展功能，完善的保护措施可使逆变电源在发生故障时，具有完善的指示和自动处理功能。