【正文】 .............. 10 功 率開關器件兩端的電壓波形 ..................................................................... 11 逆變器輸出波形 ............................................................................................. 11 6 結(jié)論 ........................................................................................................................ 12 電力電子技術課程設計（論文） 2 1 設計要求 主要內(nèi)容：利用倍頻單極性 SPWM 調(diào)制法 研 究逆變器的調(diào)制方式，分 析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和外特性，給出系統(tǒng)的硬 件結(jié)構 圖，設計系統(tǒng)各個部分的硬件電路，完成數(shù)字控制 SPWM 逆變器的原理試驗、 仿真。 基本要求：輸入電壓： 50～ 70VDC；輸出額定容量： ；輸出電壓：220V177。 3%；輸出電壓頻率： 50Hz 載波頻率： 25kHz； THD： ≤ 3%。 2 逆變器控制方式 選擇 傳統(tǒng)逆變器的控制電路都是采用模擬電路和小規(guī)模數(shù)字集成電路實現(xiàn)的。隨著信息技術的發(fā)展，數(shù)字控制技術在逆變電源控制領域已得到越來越廣泛的應用。綜合考慮系統(tǒng)性價比以及數(shù)字控制方式存在的問題，目前，部分數(shù)字化（ CPU）產(chǎn)生基準正弦，寬頻帶的電壓調(diào)節(jié)器仍由模 擬電路實現(xiàn)）不失為中小功率逆變器控制電路的優(yōu)選方案。本文分別對兩種模擬 /數(shù)字混合控制方案進行了比較研究，分析了它們的設計與實現(xiàn)，給出了相關實驗結(jié)果。 本章研究的混合控制方式，也是基于數(shù)字控制器的。利用 DSP 取代純模擬控制中的一些實現(xiàn)環(huán)節(jié)，如基準正弦發(fā)生器、輸出過載保護、輸出過壓 /欠壓保護等，對于減小控制電路復雜程度、提高系統(tǒng)控制特性是有好處的。同時，混合控制方式也考慮了數(shù)字控制可能產(chǎn)生的一些問題，盡可能保留模擬控制的優(yōu)點，仍采用模擬電路實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)器，與全數(shù)字控制系統(tǒng)相比，提高了系統(tǒng)帶寬頻率和動態(tài)響應速度。 可見，這種模擬 /數(shù)字混合控制逆變器具有較高的性價比，在一些應用場合具有較大的優(yōu)勢。 根據(jù) PWM 控制信號的產(chǎn)生方式，常用的混合控制實現(xiàn)方案有兩類：模擬 /數(shù)字混合控制方案 Ⅰ 、模擬 /數(shù)字混合控制方案 Ⅱ 。方案 Ⅰ 的實現(xiàn)框圖如圖 1。 低通濾波器 基準正弦發(fā)生器 有源 PI校正電路 SPWM生成 驅(qū)動電路 逆變橋 LC 濾波器 無源超前網(wǎng)絡 電壓采樣電路 DSP ov 圖 1 混合控制 方案 Ⅰ 的實現(xiàn)框圖 電力電子技術課程設計（論文） 3 圖 1 中，主控芯片 DSP 主要功能是提供基準正弦數(shù)據(jù)、計算控制變量采樣信號的數(shù)值以執(zhí)行各種保護等，控制電路的其它部分如電壓調(diào)節(jié)器（包括控制框圖中前向通道的有源 PI 校正電路和反饋通道的無源超前校正網(wǎng)絡）、 PWM 發(fā)生器等都是用模擬元件實現(xiàn)的 。由于 DSP 產(chǎn)生的基準正弦信號帶有高頻諧波分量，需采用低通濾波器才能得到光滑的基準正弦波，作為逆變控制系統(tǒng)的指令信號。 圖 2 給出了模擬 /數(shù)字混合控制方案Ⅱ的實現(xiàn)框圖，系統(tǒng)工作過程為： DSP提供基準正弦數(shù)據(jù)，經(jīng)低通濾波器濾波后得到連續(xù)的基準正弦波形，有源 PI 校正電路將誤差信號變?yōu)檎{(diào)制信號，由 DSP 自帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣并通過 DSP 內(nèi)部的事件管理器產(chǎn)生各路 PWM 控制信號，再經(jīng)驅(qū)動電路控制逆變橋功率開關管的通斷。 就控制電路的復雜程度而言，盡管兩種方案采 用了相同的 DSP 作為控制芯片，由于方案Ⅰ仍采用與純模擬控制電路中相同的 PWM 控制信號生成電路，沒有充分運用 DSP 的片上資源，使得控制電路規(guī)模變大，而方案Ⅱ則可省去比較復雜的三角波發(fā)生器和比較器，具有一定的成本優(yōu)勢。 如 前 節(jié)所述，采用方案Ⅰ時，功率開關管驅(qū)動信號的死區(qū)時間需要通過模擬器件產(chǎn) 生，與方案Ⅱ的軟件編程產(chǎn)生死區(qū)時間相比，控制精度降低，靈活性差，必須設置相當長的死區(qū)時間以保證功率電路的安全，而方案Ⅱ產(chǎn)生的死區(qū)時間精度很高，只需根據(jù)功率開關管的工作特性設置較短的死區(qū)即可，于是可以減輕死區(qū)效應，提高逆變器的 控制性能。 本文 擬 采用方案 Ⅰ 進行分析與設計。 3 方案 設計 系統(tǒng)總體框圖 以數(shù)字信號處理器 (DSP)為核心的逆變器控制框圖如圖 3 所示。在數(shù)字信號圖 2 混合控制方案 Ⅱ 的實現(xiàn)框圖 低通濾波器 基準正弦發(fā)生器 有源 PI校正電路 SPWP生成 驅(qū)動電路 逆變橋 LC 濾