车载逆变电源逆变器设计中PIC单片机的应用分析

张西安

【摘要】 目前，我国的汽车电器市场十分火热，大功率车载逆变器的设计受到了人们的关注。本文笔者结合实验研究，重点分析了车载逆变电源逆变器设计中PIC单片机的应用，具体如下。

【关键词】 车载逆变电源 逆变器 PIC单片机 单极性正弦脉宽调制（SPWM）

当前，随着单片机技术的不断发展，其在各种电器设备的设计之中也逐渐被广泛应用。因为车载电器在汽车上的普遍使用，关于车载电源的需求日益增高。同时电源质量也成为各种电器设备质量的基础和保障，因此在车载电器中对于PIC单片机的应用也随之加大。

一、车载逆变电源概述

车载逆变电源主要的作用就是把DC12V的直流电转变为AC220V的交流电，方便车上电器的使用。并且车载逆变器一共有两类：一类是输出电压谐波含量较高，但是连续性不好的方波逆变器以及准正弦波逆变器，另一类是应用单极性正弦脉宽调制技术的纯正正弦波逆变器，这种逆变器的负载适应范围更宽。另外，在当前的技术水平下，单极性正弦脉宽调制技术主要有模拟以及数字这两种产生方式，其中模拟的方式电路复杂，操控困难；数字的方式主要是利用了单片机，电路简单可靠，灵活性大，运用广泛。同时，PIC单片机具有速度快、功耗低以及良好的抗干扰性等特点，广泛应用在车载逆变电源逆变器的设计之中。

二、关于单极性正弦脉宽调制技术的调制原理

从理论上分析，单极性正弦脉宽调制的方式主要有三种：单极性正弦脉宽调制、双极性正弦脉宽调制以及单极性正弦脉宽倍频调制。另外，因为PIC系列的单片机CCP模块在进行单极性倍频调制时具有一定的限制性而无法完成，所以，通常情况下关于PIC系列的单片机CCP模块主要应用的调制方式为单极性正弦脉宽调制以及双极性正弦脉宽调制这两种方式。在逆变器的主电路拓扑结构中，在电路利用双极性SPWM调制方式进行信号控制时，其两两相对的开关必须保持一致，同时两路的开关信号呈现互补，这样才能够为单极性SPWM调制方式进行信号控制。

三、关于正弦波逆变器控制电路的硬件设计

双极性SPWM调制驱动电路设计流程：其中，关于双极性SPWM调制驱动电路之中的PIC单片机主要有两个CCP单元，其中一个CCP单元输出的PWM信号主要经过驱动芯片转变为驱动信号；另一个CCP单元输出的PWM信号主要经过反相器之后转变为驱动信号，他们分别控制两个开关，以实现其电路的正常控制。单极性SPWM调制驱动电路设计流程：其中，关于单极性SPWM调制驱动电路之中的PIC单片机主要有1个CCP单元，其中CCP单元输出的PWM信号主要经过驱动芯片转变为两路互补的驱动信号；并且RC1能够产生50Hz的方波，在经过驱动芯片之后同样转变为互补的驱动信号，同样也是分别控制两个开关，以实现其电路的正常控制。

四、关于正弦波逆变器控制软件的设计

关于单片机初始化的设置。在进行PIC单片机实验时，在单片机外连接20MHz的晶振，并且把指令周期设置为0.2μs，把SPWM波的开关频率设置为20kHz。另外，对PIC单片机的每一个寄存器进行初始化设置：寄存器PR2主要决定了正弦波逆变器的开关周期，设定为PR2=0Xf9。控制寄存器T2CON在进行设定时，因为正弦波逆变器的开关频率较高，导致了不同开关的周期不同，需要在每个周期之内进行PI计算以及PWM调整，因此关于控制寄存器T2CON要进行分频设置为1：5，保证5个相同的正弦开关波能够改变一次占空比。关于PORTC端口方向寄存器在进行设定时，保证TRISC的相应位为0，就是把其设置为输出模式。

关于SPWM波的产生。通过PIC单片机，即可对SPWM波形产生。在实验中，启动PWM单元，单元的引脚开始输出高电平，并且TMR2开始从0计数。如果TMR2>CCPRxL，输出低电平；如果TMR2>PR2，TMR2复位并且系统进入另一个周期，单元的引脚开始重新输出高电平。并且系统开始执行中断程序。当中断程序开始之后，系统采集半个周期电压的平均值，结合PI计算出幅值，继而结合正弦表得出下一个PWM的脉宽。并将其脉宽在寄存器CCPRxL中进行写入。其中对于单极性SPWM调制平均值的有效控制方法为：在其中断程序开始之后，就要先对半个工频周期电压的平均值进行收集，随后通过PI计算将其幅值得到，依照正弦表，将其正弦脉宽值和幅值相乘，即可将其下一个PWM脉宽得到。

五、小结

综上所述，现代逆变计数属于一项综合性的技术，在我国国民经济发展的不同领域广泛应用，其中，关于车载逆电源逆变器设计之中PIC单片机的应用，使得逆变技术有了飞速发展，便利了人们的生活。

参 考 文 献

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