如何使用STM32单片机进行三相逆变器的设计

　　针对当前电网需要能输出高质量的交流电，且需具备较好的负载适应性及调压、调频等问题。设计了基于 STM32F103C8T6 单片机控制的 DC-AC 三相正弦波逆变器。文章详细分析了三相逆变器硬件电路各个模块的工作原理及相关参数的设计，分析了用于控制三相逆变器的 SPWM 调制技术、基于数字 PI 控制的功率变换技术，同时进行了硬件电路设计、软件设计，制作了三相逆变器实物。通过对逆变器调压、调频测试，结果表明所制作的三相逆变器调压、调频控制方案的可行性与有效性。

　　当前电力电子技术已经成为了工业与科学技术的飞速发展过程中，提高电网供电性能，保障并网系统安全运行时一项非常关键的技术，而并网逆变器控制又是其中非常重要的技术。随着时代的进步，各行业对于供电电能质量有了更高的要求，如电网频率稳定、电压稳定等电能指标。逆变控制技术能显著改善工作环境、减少开支、提高效率，同时减少了化石燃料的使用，对减少污染、节约能源有着巨大的帮助。

　　本文以应用于模拟微电网系统的三相并网逆变器为研究对象，设计以 STM32 单片机为主控电路的三相逆变器，给出了详细的硬件和软件设计过程，并提供了控制器的测试结果，测试结果表明所制作的基于 STM32 单片机的三相逆变器调压、调频方案的可行性与有效性。

　　先给出系统整体的结构框架，设计出逆变器主电路、控制电路、驱动电路、信号调理电路以及保护电路。其中控制电路设计包含单片机最小系统、显示电路、信号调理电路的设计，对各个电路的工作原理作了详细分析。程序设计主要是以 STM32 单片机为控制单元，通过对系统控制方法和调压、调频程序等的设计，系统的整体结构框图如下图 1 所示：

　　从三相正弦波逆变电源系统的总体框图中可以看出，STM32 控制单元发出 SPWM 信号，通过驱动电路的隔离和放大来控制三相逆变器主电路，最后输出频率和幅值可调的三相交流电。单片机控制系统由 STM32 单片机和外围的复位电路构成，包括辅助电路、信号调理电路、按键和显示电路。辅助电源能为整个系统稳定运行提供保障。信号调理电路可以对输出频率和幅值进行采集反馈给 STM32 单片机 AD 端进行数据采集。