基于PICFxx单片机控制的正弦波逆变电源设计

　　4 软件设计

　　4．1 正弦波脉宽的生成

　　根据正弦波脉宽调制(SPWM)的产生原理，若把U=Urmsintωt正弦波在半周期内N等分，第i个等分段正弦波的面积为Si，则有：

　　若再使矩形波的幅值等于输入正弦波的幅值Urm，并使每段矩形波的面积等于对应段的正弦波的面积，那么，便可以得到矩形波脉宽的值为：

　　由于脉冲宽度是按照正弦波的规律变化，故可把这些脉冲宽度DK的值编制成数值表，再用单片机通过查表输出脉冲序列。实验时，可采用载波频率fc=25 kHz，交流频率fs=50 Hz，载波比N=fdfs来确定正弦波离散点的个数，即一个周期内的脉冲个数(设N=500)。为了节省表的存储空间，实际编程时，可保存半个周期内的正弦波离散点，即保存N／2个点，然后用交替的方式输出SPWM波形来控制逆变桥的工作。

　　4．2 SPWM的软件实现

　　本系统以PIC16FXX单片机为核心，晶振选用20 MHz，指令周期为0．2μs，SPWM波驱动开关管的工作频率为25 kHz，那么，单片机中寄存器的初始化设置如下：

　　首先设置PORTC为输出模式，即TRISC=0X00。设置*模块为PWM功能。同时必须在*XCON寄存器中设置*模块为PWM模式，即*xM3：CPxM0=11XX。

　　然后再通过PR2来确定PWM的开关周期寄存器，并使TSFMW=(PR2+1)×4TOSC(TMR2 PrescaleValue)，fSPWM=1／TSPMW。因为工作频率f=25 kHz，故PR2=0XC7；且工作周期寄存器*RxL的值是可变的。

　　在程序初始化完成之后，系统中的定时寄存器TMR2将启动并开始工作，此时，PWM单元的引脚输出为高电平；当TMR2>*Rxl时，PWM单元的引脚开始输出低电平；当TMR2=PR2时，TMR2被归0，并重新开始下一个周期计数，同时PWM单元重新输出高电平。当TMR2的中断标志位TMR2IF被置高电平时，系统将执行定时中断服务程序，图4所示是其SPWM流程图。中断程序 完成查找正弦表值和A／D取样值后，再进行PI调节，即可得出修正值，并将该修正值写入*RxL寄存器中。图5所示是该SPWM逆变器电源的输出波形图。

　　5 结束语

　　试验表明，基于HC单片机控制的逆变器电源可满足小功率逆变器的要求，而且可用单片机实现数字化SPWM波的控制。本方式不但比传统的模拟控制方式具有一定的优越性，而且该逆变器电源的效率更高、体积更小，同时还具有设计灵活、性能可靠，输出稳定，谐波小等优点。

参考文献:

[1].SG3525datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/SG3525_606147.html.
[2].PR2datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PR2_1197236.html.