【正文】 度以免整機過熱 .另外，利用 PIC單片機串行通信接口 (SCI)模塊，依據 RS485接口標準與上位機通信，使逆變電源可實現(xiàn)網絡化監(jiān)控 . 2 系統(tǒng)的軟件設計 當今電源要求的是高質量的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、無干擾和波形失真度小的 “ 全天候 ” 正弦波供電系 統(tǒng)，而其核心是 SPWM 波的生成和穩(wěn)壓方案的設計，這是逆變電源的基礎，也是程序設計的主要部分 . SPWM法是采用脈沖寬度和脈沖之間的間隔均不同的一組脈沖來等效正弦波 ［ 3， 4］ . 其基本思想 是能量等效法，即在一定的時間間隔內 SPWM 波的能量等效于正弦波所包含的能量 .由脈寬數(shù)據到 SPWM波的輸出可參照三角波和正弦波比較而獲得 SPWM波的方法主要有四種：非對稱自然采樣、對稱采樣、兩次采樣和中值采樣 .相應地由單片機來實現(xiàn)，誤差小的難度大、難度小的誤差大，這里設計一種生成 SPWM波的新方法，易于程序生成、誤差較小，實驗表明效果很好 . 如圖 3所示，將 (0， 180176。 智能化逆變電源研制及其 SPWM 波軟件生成 摘 要： 介紹了一種基于微處理器的中小功率逆變電源系統(tǒng)，討論了系統(tǒng)的硬件、軟件設計和正弦脈寬調制 (SPWM)波的生成和輸出穩(wěn)壓方案的設計，提出了一種軟件實現(xiàn) SPWM波的新方法 .實驗數(shù)據表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)壓性能和很小的波形失真，說明該設計是有效的 . 關鍵詞： 逆變電源；不間斷電源；正弦脈寬調制；穩(wěn)壓 分類號： TM 91； TM 464 文獻標識碼： A 文章編號： 10062467(2022)02027303 Development of Intelligent Inverter Supply and Generation of SPWM Wave by Software TAN Zhenghua HU Guangrui REN Xiaolin （ Dept. of Electronic Eng., Shanghai Jiaotong Univ., Shanghai 202230, China） Abstract： The paper introduced an inverter supply system realized by singlechip processor and discussed the design of hardware and software, espe cially the generation of SPWM wave and the design of voltagestabilizing scheme . Furthermore it put forward a sort of new method realizing SPWM wave by softwar e. The experimental results show that the system has well performances in stabil ivolt and very minor wave distortion, and therefore, this design is effective. Key words： inverter supply。) 區(qū)間內的正弦波分成十等份，每份為 18176。 內的脈寬值，而在 180176。超聲清洗始于 20世紀 50年代初，開始主要用于電子、光學和醫(yī)藥等領域，作 為一項實用性很強的技術，其應用場所廣泛，涉及到大 的機械零部件，小半導體器件的清洗等，常常稱作“無 刷清洗”。由于空化作 用極易在固體與液體交界面進行，且空化瞬間在局部產 生 5 000 K以上的熱點和上千個大氣 壓，不僅能把附著 在物體表面和死角內的污物打散，而且振動加劇了溶液 的脈動和攪拌，更加強化了清洗的作用效果 因 為 茶青 為較松軟的植物，且有吸波的作用。 AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol. 27 No. 3 March 2022 機電一體化某青超聲波清洗機的設計開發(fā)袁海 .等 器 。在槽底，通過風泵往水中 注人氣泡，起到攪拌被清洗物并提高空化效果目的，如 圖 1所示。 招聲波轉挽器 圖 1 超聲波換能器布置 Structureo fu ltrasonice nergyc overter 選擇 換 能 器頻率，因為頻率越低，在水中產生的空 化越容易，力度太大有可能把茶青擊穿 。 基 于 鎖相 方式實現(xiàn)頻率跟蹤，其優(yōu)點是易于實現(xiàn)， 但容易失鎖，尤其是在清洗茶青這類柔軟、有吸波特性 的植物時，這種現(xiàn)象更加容 易出現(xiàn)。功能比較 完善，在國內得到了廣泛應用，其工作原理如圖 4所示。Vz，和 Vzi避 免柵極和身引 N出現(xiàn)過電壓，飛用于防止 IGBT誤導通。 2 IGBT 對驅動電路的要求 （ 1）觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度，即脈沖前后沿要陡峭； （ 2）柵極串連電阻 Rg 要 恰當。其功能比較完善，在國內外得到了廣泛 [2,3,4]。但在大功率高壓高頻脈沖電源等具有較大電磁干擾的全橋逆變應用中，其不足之處也顯而易見。s，而過流檢測的延遲時間約為 ，在 IGBT 開通過程中易出現(xiàn)虛假過流。 （ 5）無報警電路。為防止柵極驅動電路出現(xiàn)高壓尖峰，在柵射極間并聯(lián)了反向串聯(lián)的 16V（ V02）和 8V（ V03）穩(wěn)壓二極管。但由于器件壓降的分散性和溫度影響，又不宜設置過低。 ⑶ 虛假過流故障識別與驅動信號鎖存電路 當 IGBT 過流工作時， EXB841 的 6 腳靠上文論述的過流檢測電路檢測到過流發(fā)生， EXB841 進入軟關斷過程。 Vs02 的集電極輸出同時接微處理器，可及時顯示故障信息 ，實現(xiàn)故障報警。能夠滿足設備正常工作的要求。 3）由圖 2－ 67 可知光耦合器 IS01 由十 5V 穩(wěn)壓管供電，這似乎簡化了電路，但由于 EXB841 的腳 1 接在 IGBT 的 E 極， IGBT 的開通和截止會造成其電位很大的跳動，可能會有浪涌尖峰，這無疑對 EXB841 可靠運行不利。它的應用電路如圖 2－ 70 所示。 5）增大 IGBT 的柵極串聯(lián)電阻 Rg，抑制 IGBT 集電極產生大的電壓尖脈沖。 圖 270EXB841 典型應用電路 歡迎投稿 《豁然齋挑剔坊》 與我爭鳴！ ? 聯(lián)系接洽 基于單片機與 TC787 芯片的三相半控整流電路設計 [日期： 20221225] 作者：未知 來源： 整流電路廣泛應用在直流電機調速，直流穩(wěn)壓電壓等場合 而三相半控整流橋電路結構 是一種常見的整流電路，其容易控制，成本較低 本文中介紹了一種基于 PIC690 單片機與專用集成觸發(fā)芯片 TC787 的三相半控整流電路，它結合專用集成觸發(fā)芯片和數(shù)字觸發(fā)器的優(yōu)點 獲得了高性能和高度對稱的觸發(fā)脈沖 它充分利用單片機內部資源 集相序自適應、系統(tǒng)參數(shù)在線調節(jié)和各種保護功能于一體 可用于對負載的恒電壓控制 主電路采用了三相半控橋結構，直流側采用 LC 濾波結構來提高輸出的電壓質量 系統(tǒng)總體設計 本系統(tǒng)通過 PIC690 單片機作為主控制芯片，用晶閘管作為主要開關器件 設計的目標是保持輸出的直流電壓穩(wěn)定，輸出電壓 紋波小，交流輸出測電流 THD 較低，性能可靠 系統(tǒng)主要電路包括：三相橋式半控整流電路、同步信號取樣電路、單片機控制電路、晶閘管觸發(fā)電路 首先，由同步信號取樣電路得到同步信號并送集成觸發(fā)芯片 TC787，經過零檢測，再進行相應的延時以實現(xiàn)移相 單片機中的 ADC 負責采集直流母線電壓，根據電壓的設定值與實際值的偏差經過 PI 運算來調節(jié)給定輸出 PIC 單片機將電壓的參考值輸出到 TC787，由 TC787實現(xiàn)對晶閘管的移相觸發(fā)，以實現(xiàn)整流調壓 硬件電路的整體框圖如圖 1 所示 圖 1 系統(tǒng)硬件整體框圖 主電路設計 主電路采用三相橋式半控整流電路，直流測采用 LC 濾波電流結構，主電流原理圖如圖 2 所示 半控橋選擇 SEMIKRON 公司的 SKDH146/120L100 模塊，該模塊額定電流 140A，額定電壓 1200V 直流側采用 LC 濾波電路結構，比單獨電容濾波效果好 此外，還可以提高交流輸入側的電流 THD 直流側主要的諧波含量為工頻的 6 倍及 6 的整數(shù)倍，設計 LC 低通濾波時要避免含量較高的諧波引起的諧振 在本設計中選取電感 5mH，濾波電容 480μF 圖 2 主電路結構 從電網獲得的三相電壓經同步電路整形后，送給集成觸發(fā)芯片 TC787 引腳 18AT、引腳 2 BT 和引腳 1CT TC787 內部集成有3 個過零和極性檢測單元、 3 個鋸齒波形成單元、 3 個比較器、 1 個脈沖發(fā)生器、 1 個抗干擾鎖定電路和 1 個脈沖分配及驅動電路數(shù)字給定移相控制電壓，能進行相序自動識別 控制電路設計 采用 PIC16F690 作為控制芯片 PIC16F690 單片機內部自帶 10 位 AD；寬工作電壓（ ～ ）；低功耗；帶有 PWM 輸出功能；內部自帶晶振 用芯片內部自帶 10 位 AD，對采集到的直流側電壓進行 AD 轉換 為了降低硬件成本，直接采分壓電阻代替電壓傳感器來采集直流側電壓，分壓電阻上的電壓經過兩個反向比例電路到單片機 單片機的模擬地和信號地直接相連（也可以通過磁珠相連，以減小干擾） PIC16F690 單片機通過一個 IO 口使能或禁止芯片 TC787 的輸出，如圖 3 所示 當PIC 單片機的 I/O 口 RC3 輸出高電平（ +5V）時， Lock 口為低電平；當單片機 I/O 口 RC3 輸出低電平時， Lock 為高電平（ +15V）選用一個 IO 口作為 TC787 參考電壓的給定信號，采用 PWM 脈沖方式，調節(jié)占空比來調節(jié)輸出電壓， PWM 波經過一個RC 低通濾波器后為一個近似直流信號，用這個信號作為參考電壓給定 Uref，其范圍為 0～ 5V 由于芯片 TC787 所需的給定輸入范圍為 015V，所以 PWM 波要經過一個光耦進行電平轉換，如圖 3 所示 圖 3 控制電路硬件結構 電網電壓經過同步變壓器輸入到 TC787， TC787 的 6 腳輸出高時雙脈沖或低時單寬脈沖 1 1 10 引腳分別為 A、 B、 C的觸發(fā)輸出端，經過脈沖變壓器輸出到晶閘管 觸發(fā)驅動電路設計 觸發(fā)芯片選擇高性能晶閘管三相移相觸發(fā)集成電路 TC787 TC787 可單電源工作，亦可雙電源 工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調制電路，以構成多種交流調速和變流裝置 TC787 的內部結構如圖 4 所示 圖 4 TC787 芯片內部結構 在本設計中， TC787 采用 15V 供電，引腳 4(Vr)：移相控制電壓輸入端 該端輸入電壓的高低直接決定著 TC787/TC788 輸出脈沖的移相范圍，應用中接給定環(huán)節(jié)輸出 引腳 5(Pi)：輸出脈沖禁止端 該端用來進行故障狀態(tài)下封鎖 TC787/TC788 的輸出，高電平有效，應用中，接保護電路的輸出 同步電壓輸入端：引腳 1(Vc)、引腳 2(Vb)及引腳 18(Va)為三相同步輸入電壓連接端 應用中，分別接輸入濾波后的同步電壓，同步電壓的峰值應不超過 TC787/TC788 的工作電源電壓 VDD 觸發(fā)驅動電路主要由電網電壓同步電路、 TC787 集成觸發(fā)電路和脈沖放大隔離驅動電路組成 圖 5 中給出了同步電路和 TC787的外圍電路 其前半部分為電壓同步電路，采用這種設計方法需要加較多輔助元件 而對 RP1～ RP3 三個電位器進行不同調節(jié)，可實現(xiàn) 0～ 60176。 3）利用 CPLD（復雜可編程邏輯器件）設計 ,實現(xiàn)數(shù)字式 SPWM 發(fā)生器 。 3）不對稱規(guī)則采樣法 。 k 取值為 0～ 63。 3） 8K14 個 FLASH 程序存儲器 ,3688 個數(shù)據存儲器（ RAM）字節(jié) 。 PIC 單片機 CCP 外圍功能模塊的 PWM 功能實現(xiàn)主要依靠相關寄存器值的設定 ,且以定時器 2（ TMR2）作為 PWM 的時基。 —— 當 TMR2≥CCPR1L 時 ,PWM功能引腳開始輸出低電平。在 F=0 時 ,CCP2 輸出 PWM 波形 ,CCP1 設置輸出為 0 電平。 圖 6 負載正弦波 試驗系統(tǒng)為 單相全橋逆變系統(tǒng) ,這種工作模式有明顯的倍頻效應。通常采用的方法有兩種，即模擬法和數(shù)字法。全數(shù)字化的脈沖輸出有很高的精度和溫度穩(wěn)定性； ② 工作方式靈活 SA8282 有六個標準的 TTL 電平輸出，用來驅動逆變器的六個功率開關器件。 2 2SA8282 工作原理 圖 2 為 SA8282 原理框圖，其內部主要工作原理包括三個部分： （ 1）接受并存儲微處理器初始化命令和控制命令 主要有總線控制、地址 /數(shù)據總線、暫存器 R0～ R虛擬寄存器 R3～ R4及 24 位初始化寄存器和 24 位控制寄存器構成。 的波形瞬時值， SA8282 根據地址發(fā)生器的信號直接從波形 ROM 中讀取波形數(shù)據，然后通過相位控制邏輯，把它組成 0～ 360176。 由于 SA8282 和單片機使用同一個晶體振蕩器，故同步性能穩(wěn)定，漂移小。圖 4 為本系統(tǒng)的程序流程圖 。通過測試取得了比較理想的結果。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。 １．１ 等脈寬ＰＷＭ 法 ＶＶＶＦ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）早期