基于數(shù)字信號處理器tms320f2812的逆變電路設(shè)計-wenkub
2022-11-28 21:00:10 本頁面
【正文】 N 晶體管放大后輸出，驅(qū)動功率器件。 4）看門狗定時模塊 (WDT)。減小了控制器的功耗： 40MIPS 的執(zhí)行速 度，提高了控制器的實時控制能力。 由于 DSP 具有豐富的硬件資源、改進的并行結(jié)構(gòu)、高速數(shù)據(jù)處理能力，強大的指令系統(tǒng)和日益提高的性價比己經(jīng)成為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中緊隨微處理器與微控制器之后的又一個熱點，在通信、航空、航天、雷達、工業(yè)控制。 一旦Lfi 不能跟蹤 gi 的變化，輸出電壓的失真度就會變大，嚴重時甚 至導(dǎo)致系統(tǒng)異常工作。它的設(shè)計應(yīng)滿足四個方面的要求。 基于以上的分析，選用全橋型，帶有輸出隔離變壓器的主電路形式，并采用MOSFET 作為開關(guān)器件。直流偏磁的存在致使鐵心飽和，從而加大了逆變器輸出變壓器 的損耗，降低了效率，甚至?xí)鹉孀兪?，對系統(tǒng)的運行有著極大的危害，必須采取措施加以解決。 中小容量逆變電源多采用半橋式逆變器結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。 3 方案設(shè)計 系統(tǒng)總體設(shè)計 本系統(tǒng)以數(shù)字信號處理器 (DSP)為核心的逆變器控制。方案Ⅰ的實現(xiàn)框圖如圖 1。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(fù)雜程度、提高系統(tǒng)控制特性是有好處的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)在逆變電源控制領(lǐng)域已得到越來越廣泛的應(yīng)用。算法的改變減少了硬件的改動，極大降低了成本 主要內(nèi)容：基于 DSP 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(gòu)圖，設(shè)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。而國內(nèi)對于電源的控制以單片機為主， DSP 應(yīng)用于電源控制正處于發(fā)展階段。提出利用數(shù)字信號處理器 （ DSP） 實現(xiàn)正弦脈寬調(diào)制 ,并結(jié)合德州儀器公司的 TMS320LF2412 介紹幾種方案的具體實現(xiàn)方法。通過實驗驗證 ,逆變電源頻率穩(wěn)定度 ,諧波失真度 .最后給出實驗室中實現(xiàn)的逆變電路的實驗結(jié)果。相比單片機而言，DSP 主要優(yōu)點有： （ 1）內(nèi)部集成了 A/D 和采樣 /保持電路，且提供事件管理器模塊輸出專業(yè)性的 PWM 信號。 基本要求：輸入電壓： 50～ 70VDC；輸出額定容量： ；輸出電壓： 220V177。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。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(yīng)速度。 圖 1 給出了模擬 /數(shù)字混合控制方案 Ⅰ 的實現(xiàn)框圖。在數(shù)字信號處理器 (DSP)中產(chǎn)生 SPWM 控制信號，逆變器輸出高頻 脈寬調(diào)制型交流電。中大容量逆變電源一般采用全橋式和推挽式逆變器結(jié)構(gòu)。 小容量逆變電源因為輸出容量小，電壓和電流不大，因此開關(guān)器件多選用電力 MOSFET。主電路圖如圖 4 所示。 1）盡可能濾除調(diào)制波 ABU 的高次諧波分量，提高輸出電壓波形質(zhì)量，濾波電感的高頻阻抗與濾波電容的高頻阻抗相比不能過低，即濾波電感的感值不能太小。因此 fL 不能過大，即 )s i n,s i nm i n( 12ogomogomif IUI UNNUL ? ?? ??? （ 3） 式中， omU 為輸出電壓峰值。網(wǎng)絡(luò)及家用電器等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 2）片內(nèi)有 32K 字的 FLASH 程序存儲器和 字的數(shù)據(jù) /程序 RAM,544 字雙口 RAM(DASRAM)和 2K 字的單口 RAM(SARAM)。 驅(qū)動電路的設(shè)計 隔離驅(qū)動電路采用 A3120 光耦隔離型驅(qū)動電路， A3120 結(jié)構(gòu)框圖及驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。 當輸入信號為低電平時， A3120 輸出為低電平，功放級的 PNP 晶體管導(dǎo)通，功率器件極間承受反向電壓關(guān)斷。本系統(tǒng)采用的是電壓電流雙環(huán)控制，所以包括電壓采樣電路和電流采樣電路。 保護電路 輸入過壓和欠壓保護電路如圖 5 所示，直流電壓保護信號取自主電路輸入電壓，經(jīng)電阻 84R 分壓和光耦隔離后送入控制電路。當器件引腳 PDPINT(電源驅(qū)動保護中斷 )被拉低時，會產(chǎn)生一個外部中斷，這個中斷是為系統(tǒng)的安全操作提供的。 濾 波 電 容 電 流 的 有 效 值 為 ： 2 01020502 6 ??????? ??? ofocf UCI 110%負載時，負載電流的有效值為 A5220 %1101000m a xm a x ???? ooo UPI 容性負載時電感電流最大，因此電感電流有效值為A6)90c os (*22 m a x2 ????? LLfcfocfLf IIIII ??其中， 1??L? 。 變壓器的設(shè)計 為了確保輸出電壓 Uo 的波形質(zhì)量，防止 Uo 的頂部出現(xiàn)平頂失
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