摘要：Phoenix Inverter 300W是一个基于STM32和μC/OS-II的开源纯正弦波逆变器，将12V直流电转换为220V交流电，具备PID闭环控制、智能保护和串口监控功能
项目概述
基于STM32和μC/OS-II的300W纯正弦波逆变器，将12V直流电转换为220V交流电，具备PID闭环控制和智能保护功能。
功能介绍
Phoenix Inverter 300W是一个基于STM32F103C8微控制器和μC/OS-II实时操作系统的开源纯正弦波逆变器项目，实现12V直流电到220V 交流电的高效转换，输出功率300W。项目采用SPWM技术生成高质量正弦波（THD<5%），集成PID闭环控制实现±2%的稳压精度，配备智能 保护系统支持过压、欠压、过流、过温等多重保护并可自动恢复。系统具有2秒渐进软启动功能避免冲击电流，提供串口监控接口实现 实时参数查看和配置，支持故障日志记录和EEPROM参数存
项目包含完整的硬件设计（Altium Designer原理图和PCB）、固件程序（Keil MDK开发）、SPWM波形生成工具以及详尽的技术文档。经过2026年的全面改进，修复了所有严重问题，采用模块化设计便于学习和二次开发。适用于车载电 源、太阳能离网系统、应急备用电源等场景，也是嵌入式系统、电力电子和控制算法学习的优秀实践平台。
技术亮点
本项目采用μC/OS-II实时操作系统构建双任务架构，确保系统响应迅速且任务调度高效。核心控制采用PID闭环算法，通过Kalman滤波和条件积分实现±2%的高精度稳压输出。SPWM技术使用25kHz高频载波配合250点正弦波查找表，通过DMA自动传输生成低失真纯正弦波（THD<5%）。智能保护系统基于状态机架构，支持过压、欠压、过流、过温等多重保护，故障可自动恢复无需硬件复位，并记录最近10次故障日志便于诊断。整体采用模块化设计，将配置管理、保护系统、PID控制、串口通信等功能独立封装，代码结构清晰、易于维护和扩展，所有关键参数支持EEPROM存储和串口动态配置。
核心规格
本逆变器接受DC 10.5V至14.5V输入（标称12V），输出稳定的AC 220V±2%交流电，连续输出功率300W，输出频率精确控制在50Hz±0.1Hz。采用SPWM技术生成纯正弦波输出，总谐波失真THD小于5%，典型转换效率大于85%。系统使用25kHz高频PW M载波进行调制，通过SPWM结合PID闭环控制方式实现高精度电压稳定输出，响应时间小于100ms，适用于对电能质量要求较高的负载供电场景。
系统架构
硬件设计
– MCU: STM32F103C8 (72MHz, Cortex-M3)
– RTOS: μC/OS-II v2.92
– 开发工具: Keil MDK
– PCB设计: Altium Designer
图1 300W逆变电源PCB三维效果图（3D渲染）
图2 300W逆变电源PCB布局图（2D布局）
图3 逆变控制板原理图
图4 逆变控制板原理图
软件架构
本系统软件采用分层化、模块化的架构设计思想，整体由应用层、驱动层、操作系统层及硬件抽象层构成，各层之间功能边界清晰、耦合度较低，便于后期维护与功能扩展。应用层主要负责系统初始化、参数配置管理、保护逻辑控制、PID闭环调节、SPWM波形生成及串口命令解析等核心业务功能；驱动层完成ADC数据采集、串口通信、LCD显示、Flash参数存储、定时器配置及外围设备控制等底层支撑功能；操作系统层基于uCOS-II实现多任务调度与资源管理，为系统稳定运行提供软件支撑。
在任务设计方面，系统主控制任务以50 ms为周期执行软启动、保护检测、PID调节、故障恢复及风扇控制等实时控制流程，显示通信任务以1 s为周期完成状态指示、参数显示、串口交互和按键检测等辅助功能。系统在控制算法方面集成了增量式PID控制、Kalman滤波、软启动控制和故障保护检测机制，有效提升了逆变器输出电压的稳定性、采样数据的可靠性以及系统运行的安全性。整体代码规模约为2.65万行，编译后Flash占用约60 KB，RAM占用约8 KB，软件结构规范、模块封装性良好，具备较高的可维护性、可移植性和工程应用价值。
结果点评
该逆变器项目整体设计思路清晰，系统实现较为完整，具有较好的工程实践价值和学习参考意义。项目在硬件设计、软件架构、控制算法及保护机制等方面均进行了较为系统的规划与实现，能够较好地体现嵌入式系统与电力电子控制相结合的开发流程。经过代码审查与针对性优化后，软件模块划分更加明确，代码结构更加规范，整体质量已达到较高水平。
项目资源
包含原理图、PCB设计文件、控制软件代码、SPWM生成工具、3D效果图及说明文档。
关于项目
作者信息
作者：Bob (张家梁)
项目编号：61ic-Power_1
原创声明：本项目为原创作品
开源协议
本项目采用AGPL-3.0开源协议，允许个人和组织自由使用、修改和分发代码，但基于本项目的衍生作品必须同样开源，且用于提供网络服务时需向用户提供完整源代码。本项目仅供学习研究使用，作者不对使用本项目产生的任何后果承担责任，使用者应遵守当地法律法规，合理合法使用本项目。如本项目对您的研究或工作有所帮助，欢迎引用并注明出处。
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