毕业设计基于单片机的太阳能电池控制器的设计说明.doc

基于单片机的太阳能电池控制器的设计

俊
（陕理工电气工程系电气工程与其自动化专业07级2班， 723001）
指导教师：康金辉

[摘要]目前在全世界围，由于能源的不可再生和人类的过度开采，全球化的能源危机已经初现端倪，为此世界各国竞相发展绿色能源，太阳能凭借其独特的优点，受到了一致的青睐，在太阳能的各种应用中，光伏发电应用倍受关注。光伏发电系统主要有两种：分布式发电系统和独立式发电系统，然而现在光伏发电应用的主流为独立式发电系统，在独立式发电系统中主要由四部分：太阳能电池板，控制器，,和直流负载。其中控制器为整个发电系统的核心，由于独立式发电系统中蓄电池的充电放电比较频繁故所以控制器要对蓄电池的充电放电进行管理，从而延长蓄电池寿命，减少系统的故障率，提高系统稳定性大大减少发电运营成本。本次毕业设计就将对独立式光伏发电中所要使用到的基于单片机的太阳能蓄电池的控制器进行探讨和研究。
[关键词]太阳能；单片机；控制器

Abstract: At present,while most countries all over the world are developing green and renewable energy，solar energy is accepted commonly because of its unusual advantages．Photovoltaic(PV)systems are paid more attention to among its various applications．PV systems are mainly two: stand-alone distributed power systems and power generation systems, but stand-alone systems has been a trend in nowdays. Stand-alone distributed power systems has four mainly parts: the Solar panels, the controller, the battery and the DC load, while in the four parts, the controller is the most important one. The controller has to decide how and when to charge or discharge because of the high working frequency of the system，So the controller can extended the battery life，decrease the failure rate，make the system steady and reduce the costs of system. This gradual design aimed at the study of the controller used in the stand-alone systems based on microcontroller.
Keywords: solar energy; microcontroller; controlle

目录
1序言 1
2总体设计3
2.1硬件总体设计4
2.2程序总体设计4
3硬件设计9
3.1电压采集电路9
3.1.1电压采样电路9
3.1.2ADC0809模数转换芯片9
3.1.3 74LS373锁存器11
3.2单片机与其外围电路12
3.2.1单片机功能引脚介绍12
3.2.2单片机外围电路13
3.3充放电电路14
3.3.1MOSFET14
3.3.2光耦合器件15
3.3.3PWM控制技术介绍16
3.4硬件设计软件18
4软件设计19
4.1中断系统19
4.1.1中断系统结构19
4.1.2中断响应22
4.1.3中断响应过程22
4.1.4中断请求的撤销23
4.2各设计模块24
4.2.1程序初始化模块24
4.2.2定时器中断模块24
4.2.3A/D转换模块25
4.2.4PWM脉冲宽度控制模块25
4.2.5方案的选择控制模块26
4.2.6单片机停止工作的按键输入模块26
4.2.7 软件总体设计26
5系统调试31
5.1硬件电路调试31
5.2程序调试32
6其它器件介绍33
6.1太阳能电池33
6.2蓄电池33
6.2.1蓄电池分类33
6.2.2蓄电池容量33
6.2.3蓄电池能量效率35
6.2.4蓄电池循环寿命35
参考文献.............................................36
致.................................................38

34 / 39
1序言
随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，近年来能源供需矛盾突出，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：1.无枯竭危险；2.干净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.获取能源花费的时间短。正是由于以上特点，美国在经历上世纪80年代能源危机后，就一直致力于开发太阳能发电技术，到现在为止该项技术在美国，德国，瑞士和日本等国的技术发展和推动下，已变得极为成熟。光伏发电系统主要可分为两种，一种是分布式发电系统，另一种是独立式发电系统，分布式发电系统主要应用于与电力网络并网发电的规模较大光伏发电系统中；独立式发电系统则主要应用于一些小型的负荷，比如城市路灯照明系统中，或者在一些偏远野外地区短期作业时使用。目前应用最为广泛的是独立式光伏发电系统，其应用方便，成本低廉，可操作性强，正在越来越多的被人们广泛使用。
独立式光伏发电系统主要有4部分组:太阳能电池板，控制器，蓄电池和直流负载。太阳能电池板和蓄电池的技术发展相对来说比较成熟，而对于控制器由于所适用的场合有所不同，其对性能的要求也就各不一样，就一般太阳能电池板蓄电池对于控制器的要求主要侧重于对蓄电池充放电的管理，以与对夜间和白昼的充放电选择，这样才能更加合理的利用太阳能，使光伏发电系统的效率最大化，另一方面通过单片机对蓄电池的过充电和过放电的管理，可以延长蓄电池的寿命，从而进一步提升系统的性价比，因此对于设计出这样一种智能控制器就显得很必要了。
本次设计中将以ATMEL系列中的AT89S51单片机为控制中心，软硬件的结合，利用分压电路对蓄电池，太阳能电池的电压、电流进行采样。再经过A/D转换采样数据输入到单片机中进行处理。单片机输出经光耦驱动MOSFET管来控制外接电路开启关闭。该系统可以实现控制蓄电池的最优充放电，当蓄电池电压在14.4V+0.5时，太阳能电池停止对蓄电池充电，当蓄电池电压在10.9V+0.5时，蓄电池停止对负载放电；负载电流检测电路可进行过流保护与负载功率检测.。
对于本次设计的关键核心在于，如何对硬件电路进行设计，和单片机程序如何设计。现行的硬件电路设计和单片机汇编语言设计的主要工具为proteus和keil uVision2，proteus对数字电路的设计有着优越的性能，它有着庞大的元件库，而且元件库中拥有大量的微处理器芯片，另一方面，keil对汇编语言进行编译成功后可产生能与proteus进行联机调试的“HEX”文件。故在本次设计中采用proteus和keil这两款软件分别对软硬件进行设计和仿真。
在接下来的各个章节中，我们就将对独立式光伏发电系统中的控制器部分，通过proteus和keil对其进行软硬件的设计，并对其进行仿真。

太阳能电池板
直流负载

控制装置

蓄电池

图1.1 太阳能电池板给直流系统供电的系统结构框图

太阳能电池
蓄电池
充电控制
光耦电路
A/D转换
分压电路采集电压
分压电路采集电压
A/D转换
光耦电路
放电控制

51
单
片
机

图1.2 本次设计中所采用的系统结构框图

2总体设计
系统设计的流程图如下开 始

初始化变量

电压采集

Vbat＞14.5V
停止充电
Y

Vbat＞12V
N
浮充
Y

Vbat＞10.8V
N
快充
Y

停止放电
N

是否按键输入
N

Y
结束

图2.1 系统设计的流程图
由流程图可知，对于 整个充放电过程主要分为以下4个阶段：
Vbat≤10.8V时，电池停止放电，而且当有结束按键输入时要结束整个程序，当无啊、结束按键输入时，程序转而对蓄电池进行快充
10.8V ＜Vbat＜12V时，对电池进行快速充电
12V＜Vbat＜14.5时，对电池进行浮充
Vbat=14.5V时，对电池停止充电
执行以上各阶段程序后，程序要继续进入电压检测阶段，进而根据充电情况对充放电方案重新进行选择。
由流程图可以看出没有对充放电进行专门的设置，而是通过单片机比较经过A/D转换过的采样电压的大小来对冲电或放电进行管理的，当电压值大于14.5V时单片机发出信号，使得充放电电路停止充电，，当然此时可以放电回路，可以放电，也可以出断开状态； 当电压值小于10.8V时，首先要断开放电回路，然后再通过一个外置于单片机的手动开关，若此时用户想要控制器停止工作，则按下按钮，此时单片机就会进入停止工作状态，，若想让单片机继续进行充放电工作状态，则无需按下按钮，系统会自动进入快充状态，之后后继续进入下一个电压采集转换，以与方案选择的循环中，直至用户需要停止系统工作按下按钮。
2.1硬件总体设计

图2.1 硬件总体设计图
2.2程序总体设计
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
LJMP EXTERN_INT
ORG 000BH
LJMP TIMER0_INT
START:

MOV SP,#050H ;设置堆栈
MOV R0,#030H ;设置A/D存储单元初始地址
MOV IE,#0FFH ;打开所有中断
MOV DPTR,#0FEF8H ;采集通道首地址，只使用一路A/D就可以
MOV R0,#40H
MOV R0,#00H ;清除方案选择
MOV R0,#40H
MOV R0,#00H ;清楚方案选择触发位
MOV R1,#042H
MOV R0,#00H ;清除定时计数器
LCALL TIMER1_INT
LOOP:
MOV R0,#30H ;30H是A/D转换的地址，将数据和几个值进行比较，确定方案
MOV A,R0
SUBB A,#99H ;当电压很小的时候，采用第1种方案，想引脚PWM发送占空比为10%的信号
JC PROCESS_01
MOV A,R0
SUBB A,#0AAH
JC PROCESS_02 ;很小的时候，采用第2种方案，想引脚PWM发送占空比为20%的信号
MOV A,R0
SUBB A,#0CDH
JC PROCESS_03;电压很小的时候，采用第3种方案，想引脚PWM发送占空比为50%的信号
MOV A,#04H ;当电压超出的时候，采用第4种方案，向引脚PWM发送占空比为0%的信号
LJMP PROCESS_04

CLEAR_FLAG:
MOV R0,#40H ;清除方案选择位
MOV R0,#00H
MOV R0,#41H ;清除触发位
MOV R0,#00H
LJMP LOOP
PROCESS_01:
MOV R1,#040H;
MOV R1,#01H; ;选择方案1
PROCESS_01_NEXT:
CLR P2.4 ; ;将和PWM连接的管脚置低，此时停止充电
MOV R1,#01H;
MOV R0,#01H
PROCESS_01_01:
DJNZ R1,PROCESS_01_01
DJNZ R0,PROCESS_01_01 ;空跑16*256*2个周期
CLR P2.4 ;将和PWM连接的管脚置低

MOV R1,#01H
MOV R0,#01H
PROCESS_01_02:
DJNZ R1,PROCESS_01_02
DJNZ R0,PROCESS_01_02 ;空跑16*256*2*9个周期
MOV R1,#041H ;当方案改变标志位到来的时候，清楚标志并且重新进行判断
CJNE R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMP PROCESS_01_NEXT
PROCESS_02:
MOV R1,#040H
MOV R1,#02H ;选择方案2
PROCESS_02_NEXT:
SETB P2.4 ;将和PWM连接的管脚置高，选择浮充

MOV R1,#01H
MOV R0,#01H
PROCESS_02_01:
DJNZ R1,PROCESS_02_01
DJNZ R0,PROCESS_02_01 ;空跑16*256*2个周期
CLR P2.4 ; 将和PWM连接的管脚置低
MOV R1,#01H
MOV R0,#01H
PROCESS_02_02:
DJNZ R1,PROCESS_02_02
DJNZ R0,PROCESS_02_02 ;空跑16*256*2*8个周期
MOV R1,#041H ;当方案改变标志位到来的时候，清除标志并且重新进行判断
CJNE R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMP PROCESS_02_NEXT
PROCESS_03:
MOV R1,#040H
MOV R1,#03H ;选择方案3
PROCESS_03_NEXT:
SETB P2.4 ;将和PWM连接的管脚置高，选择快充
MOV R1,#01H
MOV R0,#01H
PROCESS_03_01:
DJNZ R1,PROCESS_03_01
DJNZ R0,PROCESS_03_01 ;空跑16*256*2*2个周期
CLR P2.4 ;将和PWM连接的管脚置低
MOV R1,#01H
MOV R0,#01H
PROCESS_03_02:
DJNZ R1,PROCESS_03_02
DJNZ R0,PROCESS_03_02 ;空跑16*256*2*7个周期
MOV R1,#041H ;当方案改变标志位到来的时候，清除标志并且重新进行判断
CJNE R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMP PROCESS_03_NEXT

PROCESS_04:
CLR P2.4 ; 停止放电
CLR P2.1
MOV R1,#040H
MOV R1,#04H ;选择方案4
MOV R1,#041H
CJNE R1,#00H,CLEAR_FLAG
SJMP PROCESS_04
TIMER1_INT:
ANL TMOD,#0FH ;设置定时器T1为方式2
ORL TMOD,#10H
MOV TMOD,#21H ;定时器T0工作在方式1
MOV PCON,#080H
CLR TR1 ;禁止定时器T1
SETB EA
SETB ET1
SETB ET0
SETB PT0 ;定时器T0中断优于串口中断
CLR TF1
MOV TL0,#00H
MOV TH0,#01FH ;定时器T0中断发生时间为62.5ms
SETB TR0 ;使能定时器T0
CLR TF0
RET;
;-------------------------------------------------
; 进入定时器中断，每500ms设置1次标志位
;-------------------------------------------------
TIMER0_INT:
PUSH ACC ;累加器入栈
PUSH PSW ;程序状态字入栈
MOV PSW,#18H ;切换寄存器区域
CLR TF0 ;清除定时器TF0
CLR TR0 ;禁止定时器T0
MOV TL0,#00H
MOV TH0,#01FH ;定时器T0中断发生时间为6
CLR TF0 ;清除溢出中断位
MOV R1,#042H
INC R1 ;增加计数器的值，到8为止，这样达到500ms
CJNE R1,#08H,TIMER0_READY
MOV R1,#00H ;清除计数器的值
MOV R1,#041H ;设置标志位，每500ms重新选择方案
MOV R1,#01H
TIMER0_READY:
SETB TR0 ;使能定时器T0
POP PSW ;程序状态字出栈
POP ACC ;累加器出栈
RETI
;---------------------------------------------------
; 进入外部中断，每进入一次读取ADC的值
;--------------------------------------------------
EXTERN_INT:
PUSH ACC ;累加器压栈
PUSH PSW ;程序状态字压栈
MOV PSW,#010H ;切换寄存器区域
MOV DPTR,#0FEF8H ;A/D转换器首地址
MOVX A,DPTR ;读入A/D的值
MOV R1,#030H ;存储A/D转换器的数据的地址
MOV R1,A ;将A/D的值读入该地址
POP PSW ;程序状态字出栈
POP ACC ;累加器出栈
RETI
END
3硬件设计
3.1电压采集电路
3.1.1电压采样电路
如图2.5所示，电压采集电路使用两个串联的电阻，大小比例为4:1，然后并联在需要检测的电压两端，从两个电阻中间采集电压。由分压公式得出采集的电压为VR1R21/5电池充满电时电压大概为14.5V，计算出采集到的电压为2.9VA/D转换芯片的ADC0809的值为94H

图3.1 电压采集电路
假设蓄电池电压为U，则根据欧姆定律
R=
和串联电路的分压特性，可得
= .U=U=U
通过采样对蓄电池电压进行采样后，模数转换的芯片输入端所处理的电压 围缩小至0~3V，大大增强了数模转换的可行性
3.1.2ADC0809模数转换芯片
AT89S51单片机没有置的A/D转换模块，因此采集的电压需要经A/D转换才可接入单片机。在本次设计中，我们采用ADC0809对采样电压进行数模转换，
ADC0809为八位逐次比较式A/D转换芯片，具有8路模拟输入通道和8位数字输出通道，其工作频率为640kHz(理论上≤1kHz)。该芯片采用脉冲启动方式：只要给其控制端加一个符合要求的脉冲信号即可启动该芯片进行模数转换（通常用和地址译码的输出经过一定的逻辑电路进行控制，对于本次设计，只需把符合要求的电平加到启动控制端即可可是转换）。
ADC0809芯片部逻辑与引脚图

8路模拟开关

三态锁存缓冲器

A/D
转换
IN7
. .
. . DB7
IN0 .
.
地址锁存与译码
.
ADDA .
ADDB.
ADDCDB6
ALE

(a)

（b）
图3.2 ADC0809芯片的部逻辑结构与引脚图
（a）部逻辑图 （b）引脚图
ADC0809输入通道地址选择表
表3.1 ADC0809输入通道地址选通表
ADDC ADDB ADDA
选通的通道
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7

ADC0809工作转换时序
START
ALE
A.B.C

IN

OE
EOC
Date

D0~D7

图3.3 ADC0809工作时序图

3.1.3 74LS373锁存器
74LS373是一种带输出三态门的8D锁存器，其结构如下图所示
8D锁存器 三态门
IN1~IN8

OUT1~OUT8
1D 1Q
. .
. .
. .
8D 8Q
G

图3.4 74LS373结构示意图
1D~8D为8个输入端
1Q~8Q为8个输出端
G为数据锁存控制端：当G为“1”时，锁存器输出端同输入端；当G由“1”变0时，数据输入锁存器中。
为输出允许端：当为“0”时，三态门打开；当为“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态。
在51单片机系统中，常采用74LS373做为地址锁存器使用，其连接方法如下图所示。
1D 1Q
. .
. .
8D . 8Q
74LS373
G

A7~
A0

P0.7~
P0.0

ALE
图3.5 74LS373用作地址锁存器

3.2单片机与其外围电路
3.2.1单片机功能引脚介绍
本设计使用51些列单片机，51系列单片机是8051系列的简称，是指MCS-51系列单片机和其他公司的8051派生品。MCS-51系列单片机最早是由intel公司推出的通用型单片机，MCS-51系列单片机产品可分为两大系列：51子系列和52子系列。51子系列的基本产品是8031，,8051和87c51三种机型，分别与这三种机型兼容的低功耗CMOS器件产品是80C31,80C51和87C51。它们的指令系统和芯片引脚完全兼容，它们之间的差别仅在于片有无ROM或EPROM

图3.6 51单片机引脚图
51单片机引脚功能：
MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：
l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
P0口有三个功能：
1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）
2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）
3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P0口有三个功能：
1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）
2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）
3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。
XTAL1和XTAL2 外接晶振引脚。当使用芯片部时钟时,此二引脚用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。
VCC：电源+5V输入
VSS：GND接地。
3.2.2单片机外围电路
8051单片机单片机与其外围电路包括上电复位电路，晶振如图11所示，

图3.7 单片机外围电路图
3.3充放电电路
3.3.1MOSFET
MOSFET为金属—氧化层—体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为n-type与p-type的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
对于这一部分的设计由充二极管D1、滤波电容C1、续流二极管D2、MOSFET管Q1、滤波电容C2、MOSFET管Q1等构成。二极管D1是为了防反充，当阴天或晚上蓄电池的电压高于太阳能电池的电压时，D1就生效。通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM—脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。所使用的MOSFET是电压控制单极性金属氧化物半导体场效应晶体管，所需驱动功率较小。而且MOSFET只有多数载流子参与导电，不存在少数载流子的复合时间，因而开关频率可以很高，非常适合作控制充放电开关。设计中采用IRF9540N P沟道MOSFET管，P沟道MOSFET的导通电压Vth<0，由下图可以实现MOSFET的驱动。当光耦U5导通时，由于Q1的G极电压很小，G极近似接地，Vgs<0，当S极电压达到一定值时，Q1导通。Q2的原理类似。电路如图3

图3.8 充放电电路
3.3.2光耦合器件
光耦合器件是由发光二极管（发光源）与受光源（如光敏二极管，光敏晶闸管或光敏集成电路等）封装在一起，构成的电—光—电转化器件。根据受光源结构的不同，可以将光耦合器件分为晶体管输出的光电耦合器件和晶闸管输出的光电耦合器件两大类
1
4

3
2

图3.9 为本次设计中所使用的晶体管光耦合器件
1脚：正极 2脚：负极 3脚：发射极 4脚：集电极
TLP521是可控制的光电藕合器件，光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等在1、2极之间加正向电压，部的发光二极管（LED）将会发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，3、4极之间导通。反之，光耦部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关断开。由于单片机输出只有5V不足于驱动MOSFET管，因此驱动MOSFET管的电压从U3出接出。
电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。
在本次设计中由图2.7可知：入信号C1为低电平时，光耦部的发光二极管的电流近似为零，输出端两管脚间的电阻很大，相当于开关“断开”；当C1为高电平时，光耦部的发光二极管发光，输出端两管脚间的电阻变小，相当于开关“接通”，此时从U5输入的电压经光耦流向接地端，K1处的电压接近为零，MOSEFT的Vgs<0，当S极电压达到一定值时，Q1导通。

图3.10 光耦开关电路
3.3.3PWM控制技术介绍
PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。 理论基础：
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本一样。冲量指窄脉冲的面积。效果基本一样，是指环节的输出响应波形基本一样。低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

ƒ(t) ƒ(t) ƒ(t) ƒ(t)
δ(t)

0 t t t t
(a) (b) (c) (d)

图3.11　形状不同而冲量一样的各种窄脉冲
面积等效原理：分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L电路）上，如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全一样。脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
i(t) i(t)
c

a

b
d

e(t)

(a) (b)
图3.12 冲量一样的各种窄脉冲的响应波形
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。
μ

0 ωt

μ

ωt
图3.13 用PWM原理图
PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。
PWM电流波： 电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。
PWM波形可等效的各种波形：
直流斩波电路：等效直流波形
　　SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制一样，也基于等效面积原理。
PWM相关概念
占空比：就是输出的PWM中，高电平保持的时间 与 该PWM的时钟周期的时间 之比
如，一个PWM的频率是1000Hz，那么它的时钟周期就是1ms，就是1000us，如果高电平出现的时间是200us，那么低电平的时间肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是说PWM的占空比就是1：5。
分辨率也就是占空比最小能达到多少，如8位的PWM，理论的分辨率就是1：255(单斜率)， 16位的的PWM理论就是1：65535(单斜率)。
频率就是这样的，如16位的PWM，它的分辨率达到了1：65535，要达到这个分辨率，T