基于单片机的正弦波输出逆变电源设计
逆变电源设计背景及应用：随着工业和民用领域的发展，低压小功率逆变电源的需求日益增长，特别是在太阳能电池等新能源的开发利用中。逆变电源的作用是将直流电压转换为标准的交流电压，以满足各种电器的使用需求。
逆变电源设计原理：本设计采用的逆变电源包括DC/DC和DC/AC两级变换，利用高频变压器进行隔离，由单片机进行控制。通过使用推挽升压电路和全桥逆变电路，逆变电源的前后级电路实现了完全隔离。
逆变电源设计特点：电源具有高性能的可靠性，能够提供稳定的220V、50Hz、0~150W正弦波交流电输出。在控制上，前级使用SG3525芯片进行控制，并采样变压器绕组电压作为闭环反馈；后级采用单片机实现数字化SPWM控制，通过采样直流母线电压实现电压前馈控制，同时采样电流进行反馈控制。该设计还具备输入过、欠压保护，输出过载、短路保护和过热保护等多种保护功能。
逆变电源性能指标：逆变电源能够在输入电压范围为10.5V至15V时，输出稳定的220V±10V正弦波交流电压，频率为50Hz±0.5Hz，直流分量小于1V，电压波形畸变率低于5%，并且具备强大的过载能力。
逆变电源设计灵活性：采用了单片机数字化SPWM控制，使得逆变器具有很高的控制灵活性。在不改变电路结构的条件下，只需更改程序，就能将逆变器输出调整为110V、60Hz的正弦波交流电，以适应不同用户的需求。
主电路设计：主电路由推挽升压电路和全桥逆变电路组成，使用高频变压器实现前后级之间的隔离，提升系统安全性。在元件选择方面，推挽电路的开关管需要耐压不小于30V、正向电流不小于30A，逆变桥中的开关管要求相对较低，考虑耐压和电流余量后，选用相应的型号。
高频变压器设计：变压器设计需要满足在最低输入电压下，副边整流后的电压不低于逆变部分所需的最低电压，并且在最高输入电压时副边电压不能过高。绕组匝数比和铁氧体磁芯的选择要根据具体需求计算确定。
滤波器设计：逆变部分的滤波电容和电感的选取应根据输出功率和要求的滤波效果来决定。滤波器设计的目的是减少逆变电路输出的电压波形畸变率，同时确保功率传输的效率。
数字化SPWM控制方法：数字化SPWM控制方法主要包括正弦脉宽调制技术，该技术具有调压线性好、抑制谐波等优点。正弦波作为调制信号，三角波作为载波，通过控制两者的交点来得到一系列脉宽按正弦规律变化的脉冲信号。单片机控制的单极性SPWM只能应用于全桥逆变电路，而双极性SPWM可应用于半桥和全桥电路。
单极性SPWM和双极性SPWM的区别主要在于载波信号的对称性和输出电压的波形特征。单极性SPWM输出电压中包含零电平，而双极性SPWM输出为正负交替的方波序列。
通过以上方法，逆变电源设计不仅可以满足常规小电器的供电需求，还能根据实际需要进行程序调整，以适应不同的电压和频率标准，从而具有较高的适应性和灵活性。此外，设计中包含的多重保护功能，进一步确保了逆变电源使用的安全性和可靠性。
