1.1变频电源应用背景及领域论文网

变频电源的应用背景，是基于世界各国电网标准的不一致，大多数有关出口电器产品的厂商需要电源模拟不同国家的电网，为工程师设计开发、生产线测试及品保的产品检测、寿命、过高压/低压模拟测试等服务，这就需要设备电源能够提供纯净可靠的、低谐波失真、高稳定的频率和稳压率的正弦波电力输出；而进口某些电器设备的也需要对产品适用于我国电网标准进行变压、变频等实验，品质检测等工作，进而依此保证进口的有关电器设备的正常工作。

变频电源广泛适用于家电制造业、电机、电子制造业、IT产业、电脑设备、实验室等设备场所。

家电业制造商如：空调设备、咖啡机、洗衣机、榨汁机、微波炉、收录音机、冰箱、DVD、洗尘器、电动剃须刀等产品的测试电源。

电机、电子业制造商如：交换式电源供应器、变压器、电子安定器、AC风扇、不断电系统、充电器、继电器、压缩机、马达、被动元件等产品的测试电源。

IT产业及电脑设备制造商如：传真机、影印机、碎纸机、印表机、扫描器、烧录机、伺服器、显示器等产品的测试电源。

实验室及测试单位如：交流电源测试、产品寿命及安全测试、电磁相容测试、OQC（FQC）测试、产品测试及研发、研究单位最佳交流电源。

航空/军事单位如：机场地面设施、船舶、航天、军事研究所等的测试电源。

1.2变频电源的研究现状及发展趋势

2变频电源系统结构

3 变频电源基本原理

3.1变换电路选择

为了提高通用性，系统选用AC—DC—AC变换电路（下图3.1）．DC—AC变换采用AT89C52单片机控制SA4828芯片直接输出SPWM脉冲，从而使电路简单、可靠、控制方便、体积小．逆变主电路采用桥式电路，滤波后得到幅值和频率可调的交流电压稳定输出。

3.2 SPWM 的原理

PWM （Pulse Width Modulation）脉宽调制是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制，达到调节输出脉冲宽度的一种方法。控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得过需要的波形（含波形和幅值）。文献综述

图3.2 含有等脉宽载波的脉宽调制波形

如图3.2所示，每个脉冲宽度为1t，相邻脉冲的间隔为2t，1t+2t = （脉冲波周期）。则等宽脉冲的占空比：

 =  (3-1)

调节占空比 ，就可以调节输出的平均电压；调节PWM波的频率1/ ，就可以改变电源频率，实现调速。通过控制电路，很容易实现对脉冲波的占空比和PWM频率分别进行调整。但是虽然实现了变频和变压，可是逆变电路输出的电压波形仍然是一组矩形波，而不是正弦波，存在许多高次谐波的成分。其中一种方法是将等宽的脉冲波变成宽度渐变的脉冲波，其宽度变化规律应符合正弦变化规律，如图3.3所示。通常把这种波称为正弦脉宽调制波，简称SPWM波。SPWM的谐波成分大大减少，可以得到基本满意的驱动效果[6]。

图3.3 典型SPWM波形

3.2.1 单极性SPWM模式

产生单极性SPWM模式的基本原理如图3.4所示。首先由同极性的三角波调制电压 u与参考电压Ru比较（图a），产生单极性的SPWM脉冲（图b）；然后将单极性的SPWM脉冲信号与图c所示的倒相信号 相乘，从而得到正负半波对称的SPWM脉冲信号 ,如图d所示。

图3.4 单极性SPWM模式（单相）

3.2.2 双极性SPWM模式来.自/优尔·论|文-网·www.youerw.com/