（D题）单相正弦波变频电源
摘 要
本设计电路使用NE5532组成一个文氏电桥振荡器，它的特点是起振容易，波形失真很小，频率也很稳定，其震荡频率由电阻电容决定，当电容选定为标准的的104时，电阻为31.8K时频率刚好为50HZ左右。用一个可调电位器作为反馈调节电位器，可以调节振荡器输出的正弦波的幅度，从振荡器出来的正弦波分成4路，2路进入由2个NE5532组成的精密整流电路变成馒头波；2路进入由两个NE5532组成的同步波发生电路变成方波。
本设计的载波振荡器的核心是一块NE555时基电路.它实际上是一个高线性度的三角波发生器, 三角波频率由电阻电容决定，当三角波的频率约为20K,能满足SPWM调制电路的要求.为确保三角波的线性度,由三极管为电容充放电回路组成恒流源.三角波信号经三极管的射极输出,分别送到SPWM调制器的同相端和反相端.调制电路实际上是为电压比较器,它把20K的三角波信号和100HZ的馒头波信号进行比较,在两个运放的输出端分别输出二路极性相反的SPWM信号。
关键词：SPWM波 文氏电桥 H桥
目 录
摘要 .........................................................................................................2 目录..........................................................................................................3 1 设计任务与要求..................................................................................4 1.1设计任务......................................................................................4 1.2设计要求......................................................................................4 2 方法比较与论证..................................................................................4 2.1方案设计......................................................................................4 2.2方案论证......................................................................................4 2.3方案对比......................................................................................4 3 硬件设计............................................................................................5 3.1 文氏电桥振荡器.........................................................................5 3.2精密整流电路、加法电路..........................................................5 3.3 SPWM波发生器、同步波发生电路…………………………6 3.4时序电路………………………………………………………..7 3.5 H桥逆变电路……………………………………..……………7
3.6过流保护电路 ........................................................................8
3.7电源电路......................................................................................8 4 系统测试与调试................................................................................9 4.1信号板电路的调试......................................................................9 4.2接上H桥联调...............................................................................9 5 设计总结........................................................................................10
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1、设计任务与要求
1.1设计任务
设计并制作一个单相正弦波变频电源，其原理框图如图1所示。变压器输入电压U1=220V，变频电源输出交流电压UO为36V，额定负载电流IO为2A，负载为电阻性负载。
IOU1变压器U2AC-DCDC-ACUO
图1 单相正弦波变频电源原理框图
1.2设计要求
（1） 输出频率范围为20Hz~100Hz，UO=36±0.1V的单相正弦波交流电。 （2） 输出频率fO=50±0.5Hz，电流IO=2±0.1A时，使输出电压UO=36±0.1V。 （3） 负载电流IO在0.2～2A范围变化时，负载调整率SI≤0.5%。）
（4） 负载电流IO=2A，U1在198V～242V范围变化时，电压调整率SU≤0.5%。 （5） 具有过流保护，动作电流IO(th)=2.5±0.1A，保护时自动切断输入交流电源。 （6） IO=2A，UO=36V时，输出正弦波电压的THD≤2%。 （7） IO=2A，UO=36V时，变频电源的效率达到90%。）
（8） 其他。
2、方法比较与论证
2.1方案设计
方案1：使用单片机产生SPWM波并进行控制 方案2：采用纯硬件电路产生SPWM波并进行控制
2.2方案论证
方案一，通过初步尝试使用单片机产生SPWM波，虽然最后实验能够得到正弦波，但是波形并不是很完美，加上自身对单片机领域不是相当了解，很难调节出完美的SPWM波，那么就很难完成题目所需的要求。
方案二，纯硬件电路在焊接电路上比较复杂，但是调节出来的SPWM波形比较完美，波形失真也挺小，且容易调节，对于题目的要求相对来说也易于满足。
2.3方案对比
综上所述，方案二是本次比赛的最佳选择，就选用方案二来完成本次比赛所出题目。
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