基于AVR 单片机的数字正弦逆变电源设计

　　逆变电路是逆变电源的核心组成部分，完成将直流电压转变为交流电压的过程。采用由4 个IGBT 作为功率管组成全桥逆变电路，该电路具有控制方便，功率管利用率高等特可以采用IR2110 驱动电路。IR2110 采用高度集成的电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求，同时提高了驱动电路的可靠性。尤其是上管采用外部自举电容，使得驱动电源数目较其他驱动器大大减少，如图2 所示。

　　2.4 输出LC 滤波电路

　　由于全桥逆变电路的输出为50 Hz 的基波以及其他高低次谐波，为了得到纯正的正弦波形，必须考虑设置滤波环节。因为谐波主要集中在1 倍和2 倍fSPWM附近，所以设置截止频率fC为fSPWM/5。则有：

　　式中，R 为直流侧等效负载电阻，Vout为输出的电流电压，P 为逆变器的额定功率。

　　3 系统软件设计

　　3.1 单片机简介

　　AT90PWM2 是AVR 系列单片机，该单片机主要特点有：

　　1）高性能的8 位RSIC 结构，1 MIPS/MHz，支持最高16 MHz的时钟；2）8 KB 系统可编程（ISP）的Flash 存储器，支持自举方式编程，512 字节SRAM，512 字节EEPROM；3）4 路PWM通道提供各种PWM 信号， 并可以进行死区设置；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。