【正文】
0xfffcffff | 0x00020000。90count1){n2=sin[count1]+128。count1++。 // 允許PWM4\PWM5輸出,單邊PWMPWMTCR = 0x09。中期檢查的時候,他認真詢問了我的設計進展及我的大體設計思路,并對我的不足之處及不會的地方給予了專業(yè)的指導。因此,最低次諧波的頻率f = (2 200 ?1)50 = 19 950 Hz (10)以選1/10 為例,選濾波電感為1mH,則電容為第18頁(共35頁) MOSFET驅(qū)動電路方案論證方案一:用CMOS器件驅(qū)動MOSFET。在高的頻段采用較低的N,使載波頻率不致過高;在低的頻段采用較高的N,使載波頻率不致過低;為防止在切換點附近來回跳動,采用滯后切換的方法。如果既在三角波的頂點對稱軸位置采樣,又在三角波的底點對稱軸位置采樣,也就是每個載波周期采樣兩次,這樣所第13頁(共35頁)形成的階梯波與正弦波的逼近程度會大大提高。由于計算法較繁瑣,計算量大,較少使用。把圖21a的正弦半波分成N等份,就可以把正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。 一般用于幾kW以下的小功率逆變電源;電路的工作過程:全控型開關器件T1和T4構(gòu)成一對橋臂,T2和T3構(gòu)成一對橋臂, T1和T4同時通、斷;T2和T3同時通、斷。電壓型半橋逆變電路結(jié)構(gòu)及波形:它由兩個導電臂構(gòu)成,每個導電臂由一個全控器件和一個反并聯(lián)二極管組成。3 總體方案設計 設計思路逆變電源的主電路基本就是有整流器,逆變器,變壓器,LC濾波器組成。二、變頻電源數(shù)字化發(fā)展存在的難點數(shù)字化是變頻電源發(fā)展的主要方向,但還是需要解決一下難題:(l) 變頻電源輸出要跟蹤的是一個按正弦規(guī)律變化的給定信號,它不同于一般的開關電源的常值控制。實時反饋控制技術多種多樣,主要有以下幾種[59]:①重復控制;②諧波補償控制;③無差拍控制;④單一的電壓瞬時值控制;⑤帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時值反饋控制??煽毓枘孀冸娫吹某霈F(xiàn)雖然可以取代旋轉(zhuǎn)型變流機組,但由于SCR 是一種沒有自關斷能力的器件,因此必須增加換流電路來強迫關斷SCR,但換流電路復雜、噪聲大、體積大、效率低等原因卻限制了逆變電源的進一步發(fā)展。21世紀是能源與環(huán)保的世紀。逆變部分采用單片機數(shù)字化SPWM控制方式,以盡可能地減少諧波。七、工作的主要階段、進度與時間安排2011年02月25日—03月11日:根據(jù)指導老師下達的畢業(yè)設計任務書,確定論文的主要內(nèi)容并寫好開題報告,交給指導老師。IGBT逆變電源已成為中小型逆變電源的主流。現(xiàn)代逆變技術是研究現(xiàn)代逆變電路的理論和應用設計方法的學科,這門學科綜合了現(xiàn)代電力電子開關器件技術、現(xiàn)代功率變換技術、模擬和數(shù)字電子技術、PWM技術、開關電源技術和現(xiàn)代控制技術等多種實用設計技術,已被廣泛的用于工業(yè)和民用領域中的各種功率變換系統(tǒng)和裝置中。) V。(6)具有輸出過流保護功能,動作電流Io(th)=(177。早期的變頻電源,只需要其輸出電壓、頻率可調(diào)即可,然而,今天的變頻電源除這些要求外,還必須環(huán)保無污染,即綠色環(huán)保變頻電源。第二代逆變電源在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的S P W M 控制技術。2011年03月12日—05月20日:在現(xiàn)有的基礎條件下,定期和指導老師聯(lián)系,進行課題設計論文的寫作,完成初稿,并交給指導老師評定。由于采用了基于單片機的數(shù)字化技術,使得電源調(diào)節(jié)靈活、性能可靠,為性能要求高的儀器設備提供了一種高品質(zhì)的交流電源。能源的開發(fā)、資源的利用與環(huán)境保護相互協(xié)調(diào)的發(fā)展,是21世紀世界經(jīng)濟發(fā)展的基礎。第二代逆變電源是采用自關斷器件作為逆變器的開關器件。其中以第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便,逆變電源動態(tài)性能優(yōu)越和對負載的適應性強等優(yōu)點而被廣泛采用。在閉環(huán)控制下,給定信號與反饋信號的時間差就體現(xiàn)為明顯的相位差,這種相位差與負載是相關的,這就給控制器的設計帶來了困難。圖 典型的逆變電源主電路 逆變電路的選擇與方案論證:①按輸出電能的去向分,可分為有源逆變電路和無源逆變電路。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容C1和C2,且滿足C1=C2。T1(T)4與T2(T3)的驅(qū)動信號互補,即T1和T4有驅(qū)動信號時,T2和T3無驅(qū)動信號,反之亦然,兩對橋臂各交替導通180176。這些脈沖寬度相等,都等于/N,但幅值不等,且脈沖頂部不是水平直線,而是曲線,各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。而模擬電路結(jié)構(gòu)復雜,難以實現(xiàn)精確的控制。不對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波如圖23所示。同步調(diào)制比異步調(diào)制復雜,但用微機控制時容易實現(xiàn)。直接用CMOS器件驅(qū)動電力MOSFET,它們可以共用一組電源。(3)IR2110的外圍電路圖 IR2110的外圍結(jié)構(gòu)圖輸出單片機產(chǎn)生SPWMIR2110驅(qū)動電路逆變電路整流電路輸入圖 控制流程 軟件部分 軟件設計思路—正弦波脈寬的生成根據(jù)正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)的產(chǎn)生原理,設,將正弦函數(shù)一周分為2p個等分,即正半周分為p等分,設等效矩形幅度為UD,脈沖寬度為θm,則 那么第m個時間段中,矩形脈沖電壓作用時間Δtm對應的相位寬度為θm。他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,耐心的指導以及對工作兢兢業(yè)業(yè),忘我的精神,是我們學習的典范,給我們留下了深刻的印象,使我深受感染。 // 啟動定時器,PWM使能 }/****************************************************PWM初始化****************************************************/void pwm_int1(void){ PWMMR4 = ((n2+1)*CYCLE_DATA)/(2*128)。//////////////////////////////////////////if(count0 amp。}if(count190amp。 // 設置管腳連接GPIO PINSEL1 = PINSEL1 amp。PINSEL0 = PINSEL0 amp。amp。 // 使能定時器0中斷 }void __irq IRQ_Timer0(void){ count++。 // 設置PWM周期,PWMMR0=3686=fosc/((PWMPR+1)*pwm頻率)PWMPCR = 0x3000。在拿到課題時,他耐心仔細的向我講述設計的原理及知識重點是什么,并一再表示有不懂得可以隨時去問他。、關斷延遲小,分別為120ns 和94ns。 開關管和二極管的選擇(1)開關管的選擇第17頁(共35頁)最大輸出情況下,電流有效值為 (1)開關管額定電流 (2)開關管額定電壓 (3)(2) 二極管的選擇額定電壓 (4)最大允許的均方根正向電流 (5)二極管的額定電流為(6) 并聯(lián)電容的選取在功率因數(shù)為1的情況下,等效的濾波電路的負載電阻為 (7)周期為(8)則電容為 (9) L、C 濾波器的設計最低次諧波為2p1 次。3 分段同步調(diào)制為了克服上述缺點,通常采用分段同步調(diào)制的方法,即把范圍劃分成若干個頻段,每個頻段內(nèi)保持N恒定,不同頻段N不同。 對稱規(guī)則采樣法生成SPWM波(2)不對稱規(guī)則采樣法對稱規(guī)則采樣法的數(shù)學模型非常簡單,但是由于每個載波周期只采樣一次,因此所形成的階梯波,與正弦波的逼近程度仍存在較大誤差。在實際應用中可以用模擬電路構(gòu)成三角波載波和正弦調(diào)制波發(fā)生電路,用比較器來確定它們的交點,在交點時刻對功率開關器件的通斷進行控制,就可以生成SPWM波形。上述原理可以稱之為面積等效原理,它是PWM控制技術的重要理論基礎。降至零, T1導通,u0=Ud /2 ;優(yōu)點: 簡單,使用器件少;缺點:1)交流電壓幅值僅為Ud/2;2)直流側(cè)需分壓電容器;3)為了使負載電壓接近正弦波通常在輸出端要接LC濾波器,輸出濾波器LC濾除逆變器輸出電壓中的高次諧波。uo含有各次諧波,如果想得到正弦波電壓,則可通過濾波器濾波獲得。) A。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設備的發(fā)展提供強有力的技術保證,這也將是現(xiàn)代電源發(fā)展的必然結(jié)果。實時反饋控制技術是針對第二代逆變電源對非線性負載的適應性不強及動態(tài)特性不好的缺點提出來的,它是近十年來發(fā)展起來的新型電源控制技術,目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中,實時反饋控制技術的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。第一代逆變電源是采用晶閘管(SCR)作為逆變器的開關器件,稱為可控硅逆變電源。逆變電源技術是一門綜合性的專業(yè)技術,逆變電源作為一種產(chǎn)生交流電的裝置,它具有以下優(yōu)點:①變頻,逆變電源能將市電轉(zhuǎn)換為用戶所需頻率的交流電;②變相,逆變電源能將單相交流電轉(zhuǎn)換為三相交流電,也能將三相交流電轉(zhuǎn)換為單相交流電;③逆變電源能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;④逆變電源能將低質(zhì)量的市電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電。它采用MOSFET 作為功率器件,IR2110 作為MOSFET 的驅(qū)動芯片,并采用恒 U/F 的控制策略。計算機輔助設計:Proteus仿真軟件等。在自關斷器件當中,IGBT以其開關頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動功率小、模塊的電壓電流等級高等優(yōu)點已成為中小功率逆變器的首選器件。逆變就是對電能進行變換和控制的一種基本形式,它完成將直流電變換成交流電的功能。 (5)具有輸入欠壓保護功能,動作電壓Ud(th)=(25177。) A。因而高性能的變頻電源必須滿足:(l)高的輸入功率因數(shù),低的輸出阻抗;(2)快速的暫態(tài)響應,穩(wěn)態(tài)精度高。第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點,但由于它所采用的S P W M 控制技術只注重如何通過恰當設計開關模式來實現(xiàn)逆變器輸出頻譜的優(yōu)化,沒有考慮信號傳輸過程中開關點的變化及負載的影響,所以存在以下缺點:①對非線性負載的適應性不強。2011年05月25日—05月31日:根據(jù)指導老師的修改意見修改設計,并根據(jù)標準的設計論文格式打印論文修改稿,交給指導老師評定?!娟P鍵字】 逆變電源 SPWM 單片機 1The design of the inverter power based on 51 singlechip microputerStudent: Chen Hui Electronics & Information CollegeTeacher: Ye Gang Electronics & Information College【Abstract】Inverter is a kind of using power electronic technology for electric power transformation device,it from ac or dc Input voltage of exchange obtained constant frequency output. With the development of the power electronic technology, the application of inverter power supply is more and more extensive,it across the electric power, electron, microprocessor and automatic control multidisciplinary field, is one of the hotspots of the power electronics industry and scientific research. Meanwhile application system subsequently put the output voltage waveform characteristics of inverter power supply forward more and more high demand, because the power output waveform quality directly relates to the whole system safety and reliability index.Along with the digital signal processing technology development, the cont