利用微處理器控制產(chǎn)生SPWM(正弦脈寬調(diào)制)是實現(xiàn)DC/AC變換的重要技術(shù)之一。其基本工作原理是根據(jù)能量等效原則，用其每個周期內(nèi)的N等份矩形波替換正弦波, 而每份矩形波的寬度與其對應正弦波所包含的面積成比例。由此計算出正弦波半個周期內(nèi)所對應各矩形波的寬度值，和在一定范圍不同輸出時各組矩形波寬度的數(shù)據(jù)。將該數(shù)據(jù)存于內(nèi)存中，為便于讀取數(shù)據(jù)和提高速度，最好每組數(shù)據(jù)占用內(nèi)存的一頁（256字節(jié)，不滿時后面可空著）?？刂撇糠种饕蓡纹瑱C，可預置計數(shù)器及相應檢測和部分邏輯電路組成。工作時，單片機兩個定時器T0和T1分別產(chǎn)生正弦波T/2定時和矩形波周期定時，T0用于控制相應電路改變其正弦波輸出的極性，即正負半周。定時開始，計算機從一組數(shù)據(jù)順序取出各矩形波寬度的數(shù)值并寫入可予置計數(shù)器，用于控制該脈沖寬度。取數(shù)據(jù)的間隔時間由T1控制。單片機對輸出電壓進行檢測并與標準值比較，根據(jù)比較結(jié)果決定從內(nèi)存所取數(shù)據(jù)的區(qū)域，以達到自動調(diào)節(jié)輸出的目的。本設(shè)計采用較流行的MCS—51系列單片機作為主控CPU，因單片機性能優(yōu)越，且集成度高，不但可提高整機性能還可使電路簡捷。對常用的輸出電壓采樣和A/D變換，精度和速度受芯片本身影響較大。對DC/AC電源，一般輸出為穩(wěn)定電壓，在一定范圍內(nèi)過高或過低都必須進行調(diào)整，故此沒有必要非用A/D轉(zhuǎn)換不可，因此我們采用比較器，并通過微處理器來完成穩(wěn)壓功能，這樣不但可達到高精度、高速度，還可簡化電路降低成本。為保證電路可靠工作，在過流或過壓、無輸出檢測和報警方面均采取了較強措施。

DC/AC電源原理整體框圖如圖1所示,電路主要由低通濾波、SPWM發(fā)生器、輸出調(diào)節(jié)故障判斷、高頻開關(guān)變換、正、負半周合成、平滑等部分組成。本文主要討論其核心部分，即以單片機為主的SPWM波發(fā)生及相應的檢測控制電路。該部分原理如圖2所示。U1為主控CPU8031，U2、U3為74LS373和27256，用于存放一定范圍內(nèi)不同輸出時各組SPWM矩形波寬度的數(shù)據(jù)，U4、U5為可預置計數(shù)器74LS161，兩片組成8位計數(shù)器，在4MHz時鐘下產(chǎn)生0。25～64mS寬度的定時，U6～U9為檢測和控制邏輯。8031內(nèi)部定時器T0用于AC輸出(T/2)定時。T用于SPWM矩形波的周期定時。AC輸出的正負半周由P1.0控制。SPWM波由D觸發(fā)器U6：B輸出，經(jīng)74LS00和74LS04分別接正負半周功率變換驅(qū)動電路。輸出檢測比較電路給出的輸出范圍信號VOL和VOH加在P1.1和P1.2腳，當輸出低于正常值時，VOL=“0”，VOH=“1”；而輸出高于正常值時，VOL=“1”，VOH=“0”。經(jīng)檢測電路獲取的輸入欠壓、輸入過壓、輸入過流和輸出過壓、無輸出信號及Watchdog信號經(jīng)線與取反后與8031的RESET端相連，任何一個故障的發(fā)生均可使CPU復位，以保護設(shè)備。

CPU上電自動復位初始化后，T0、T1開始定時，T0每定時到P1.0取反，控制AC正負半周的輸出。CPU控制AC從最低輸出開始（軟啟動），T1定時到則從EPROM取出相應脈寬數(shù)據(jù)，寫入可預置計數(shù)器，同時使U6：A的Q輸出為“0”，U6：B的Q輸出為“1”，功率變換管導通。可預置計數(shù)器在4MHZ時鐘的作用下從預置值開始計數(shù)，當計數(shù)溢出時U5的Tc=“1”，U6：A的Q=“1”，U6：B的Q=“0”，功率變換管截止，一個矩形波輸出完成，CPU將本半周內(nèi)的各矩形波按順序依次輸出。T0定時時間到（每半周）檢測一次輸出幅度，當輸出較正常值低時(VOL=“0”)，讀取脈寬數(shù)據(jù)的高位地址加1，當輸出較正常值高時(VOH=“0”)，則讀取脈寬數(shù)據(jù)的高位地址減1；正常輸出時則維持當前地址不變。另半周的輸出與此完全相同，最后由波形合成電路實現(xiàn)完整輸出。為保證整機可靠工作，該電路采用了較完善的死機自動恢復和各種故障檢測、保護和報警設(shè)計。輸入過壓、欠壓、過流、輸出過壓和無輸出任一故障均可使計算機自動復位，前四種故障同時將驅(qū)動電路封死使輸出為零，以保護內(nèi)外設(shè)備。當故障不能排除時，則發(fā)出聲、光報警。

因該控制電路結(jié)構(gòu)簡單，故軟件也較簡潔，現(xiàn)將我們以該技術(shù)為核心研制《HJD—04大型數(shù)字程控交換機DC/AC（鈴流）電源》的源程序給出。該DC/AC電源主要指標為：DC輸入—48V，AC輸出75V、1A、25Hz，主變換頻率20KHz，效率≥75%。

以該技術(shù)為核心研制的《HJD-04大型數(shù)字程控交換機DC/AC(鈴流)電源》已經(jīng)通過了由河南省科委組織的技術(shù)鑒定，綜合技術(shù)指標達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。與通用DC/AC技術(shù)相比較，既沒有使用A/D也沒有使用D/A，電路簡潔明了，安全可靠?！?/font>