变频电源要有较高的稳态性能和较快的动态响应能力,数字化控制技术可以有效满足该要求。以实际需求为背景,本文设计了一台以DSP为控制核心的,输入为单相工频交流电,输出电压和频率可调的变频电源。深入研究了变频电源的相关理论,分析了变频电源基本原理,正弦脉宽调制技术,死区效应及补偿方法,数字化PID控制技术等,依据工程实际需求,确定了系统性能指标,给出了变频电源系统结构设计方案。主电路选用电压型交直交结构,并通过电路参数的优化设计实现了对开关管耐压要求低,输出电压脉动小的基本要求;为提高输入端功率因数,减小电流谐波,整流电路采用有源功率因数校正技术,达到稳定输出电压,输入端电流接近正弦波的作用;针对基于DSP控制的单相全桥逆变电路,采用数字化控制策略,将SPWM波形生成、AD采样和PID调节的控制算法完全数字化,实现变频电源的灵活控制,提高系统整体动态性能。使用Saber和MATLAB/Simulink软件对APFC电路和逆变电路进行建模仿真,验证了系统设计方案的正确性和有效性。电路仿真结果表明,输入电流波形与输入电压波形跟随好,功率因数到达0.97,满足系统要求,整流输出电压稳定在400V,逆变电路实现系统变频变压功能。