【正文】 的形式有些相似。 逆變電源在剛啟動的瞬間, 機內各控制線路并未進入穩(wěn)定狀態(tài), 產生的浪涌電流極易燒毀逆變器, 試驗表明, 在無緩啟動電路的情況下如果帶載啟動, 則逆變器故障發(fā)生率可高達40%至50%。在逆變電源的工作過程中, 一旦發(fā)生輸出負載或輸出負載線路短路現(xiàn)象, 逆變電源應立即進行保護控制, 封鎖PWM脈沖, 關閉逆變器。在電路實現(xiàn)時定義短路為輸出電壓過低且輸出電流過大, 系統(tǒng)要求短路保護速度應盡可能快, 用軟件判斷顯然不如直接用硬件進行控制。電源過壓過流對開關電源造成的危害，主要表現(xiàn)在器件因承受的電壓超出正常使用范圍，電氣性能指標被破壞而不能滿足要求。如果供電缺相或者網路故障使得電壓電流過低，直接影響電源正常工作。因此對輸入電源的上限和下限要有所限制。當電壓過壓、欠壓時，IR2130通過它自身的保護模塊不驅動IGBT開關管以實現(xiàn)對電路的保護作用。過流保護與過欠壓保護電路略有不同，IGBT在短時間內有很強的過流能力，只有在IGBT出現(xiàn)長時間過流時，才要求保護電路動作，但是還是因為IR2130的保護功能才實現(xiàn)的。如果沒有使用象IR2130這樣有過壓、欠壓、過流等保護措施的芯片，電路要正常安全的運行就必須另外搭建保護電路來實現(xiàn)，這樣就會使電路更復雜。 其他輔助電路TMS320LF2407提供了兩個時鐘引腳XTAL1/CLKIN和XTAL2。其中XTAL1 /CLKIN 是PLL振蕩器輸入引腳，XTAL2是晶振、PLL振蕩器輸出引腳。 芯片內部提供的片內振蕩器，當多個DSP要以同步時鐘工作時，只能采用該方式。，旁路DSP內部晶體振蕩器，將外部時鐘源，即封裝好的晶體振蕩器直接輸入XTAL1/CLKIN引腳，XTAL2懸空。圖中所畫的晶體振蕩器為頂視圖，2腳接GND，1腳懸空，3腳就是所需要的時鐘。這種方法簡單方便，系統(tǒng)設計一般采用這種方法。 采用外部振蕩器的時鐘電路。在設計復位電路時，一般應從兩種復位的需要去考慮，一個是上電復位；另一個是工作中的復位。當系統(tǒng)剛接通電源時，復位電路應處于低電平以使系統(tǒng)從一個初始狀態(tài)開始工作，這段低電平時間應該大于系統(tǒng)的晶體振蕩器起振時間，以便避開振蕩器起振時的非線性特性對整個系統(tǒng)的影響。通常，晶振需要100～200ms的穩(wěn)定時間，則上電復位時間應該大于等于200ms。工作中復位則要求復位的低電平至少保持6個時鐘周期，以使芯片的初始化能夠正確的完成。 由于LF2407A結構復雜、工作速度快、外部引腳多、封裝面積小、引腳排列密集等原因，傳統(tǒng)的并行仿真方式已經不適合于LF2407A的開發(fā)應用。，能夠及其方便地提供硬件系統(tǒng)的在線仿真和測試。JATG目標器件通過專用的仿真端口支持仿真。此端口由仿真器直接訪問，并提供仿真功能，為了與仿真器通信，用戶必須有14引腳的管座。在仿真器和JTAG目標系統(tǒng)中提供高質量的信號是極其重要的，用戶必須提供正確的信號緩沖，測試時鐘輸入以及多處理器的內部連接，以保證仿真器和目標系統(tǒng)良好的工作。為了保證功率主電路安全可靠工作，控制器必須能夠在檢測到短路或過電壓等現(xiàn)象出現(xiàn)時立即發(fā)出指令切斷電路。TMS320LF2407A芯片提供的引腳PDPINTA就是具備這樣的保護功能。它在芯片內部集成了保護電路，當逆變器出現(xiàn)過壓或過流時，通過將該引腳電平拉低，產生不可屏蔽中斷，立即將所有PWM輸出口切斷，從而切斷電路，達到保護器件的目的。 SCI接口電路為了接收單片機輸入的電壓、頻率等參數以及實際輸出電壓、電流和頻率在LCD上顯示，必須加入通訊電路。TMS320LF2407內部包含了串行通信接口SCI模塊。SCI模塊支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通信。SCI模塊的SCI接收器和發(fā)生器是雙緩沖的，每一個都有它自己單獨的使能和中斷標志。兩者都可以獨立工作，或者在全雙工的方式下同時工作。SCI模塊有兩個外部引腳SCIRXD、SCITXD分別用于接收和發(fā)送數據。模塊內部有一個發(fā)送數據緩沖區(qū)和一個接收數據緩沖區(qū)用于存放需要發(fā)送的數據和接收到的數據，通過一個移位寄存器將外部引腳上的數據移位存放到緩沖區(qū)中。另外還有一個波特率發(fā)生器和SCI控制寄存器用于控制串行通訊的方式。 電磁兼容設計由于高頻下PWM所產生的電磁干擾非常的嚴重，檢測和控制電路容易受到干擾而產生誤判斷和誤動作，而以DSP為核心的數字電路容易受到主功率電路的電磁干擾。這種干擾主要表現(xiàn)在地線上的共模干擾，他容易導致程序的跑飛和復位。因此，在數字控制電源中需要很好的解決抗干擾的問題，才能保證電源的高可靠性。模擬電路和數字電路的抗干擾能力是不同的。模擬電路中的信號為一定值的電壓或電流量，電路由于傳導或輻射干擾模擬信號總會疊加一些噪聲信號，引起信號發(fā)生畸變。而數字電路的信號表示為高低電平的組合，高低電平都有一定的閥值，并且有一定回差，數字電平受到干擾而使其代表的數字邏輯發(fā)生翻轉所需的干擾要超過其閥值電壓。疊加的噪聲不是很大時，基本上不會引起信號的畸變。所以說數字電路的抗干擾能力比模擬電路強，但是數字電路一旦受到強干擾，后果是致命的。我們設計的數字控制的逆變電源是在DSP芯片內部通過對信號進行數字處理而實現(xiàn)的，不易受到干擾。因此具有更高的可靠性和抗干擾能力。該逆變電源的閉環(huán)控制系統(tǒng)是數字的，但是采樣電路是模擬的，容易受到干擾，導致對主電路的采樣出現(xiàn)誤差。該機存在的大干擾，可能會導致DSP復位。在電路的設計過程中為了盡量減小干擾對該逆變電源的影響，我們進行分析后，采取了如下措施：(1)整個控制器的印刷電路板鋪上屏蔽地，以減少共模干擾。(2)采樣電路與控制器的距離盡可能短，減少信號傳送產生的干擾，同時在DSP芯片的A/D轉換引腳加一個很小的濾波電容，消去傳送過程產生的干擾。(3)2407A的數字地和模擬地是完全分開的，設計中使用一路單獨的+，這樣A/D轉換就避開數字信號的干擾，保證了精度。(4)數字地與模擬地的連接為單點連接，避免數字電路地線上的突變電流給模擬地帶來干擾。給DSP芯片的PDPINT引腳加500pF的小電容，避免輻射及傳導干擾導致的DSP芯片誤動作。(5)主電路的接線盡可能短，盡可能將幾根線絞起來，減少環(huán)路面積，這都能起到減少線路漏感的作用。(6)在主電路的功率開關管和二極管兩端加阻容吸收，一方面減少功率和二極管的應力，另一方面減小開關過程中的dv/dt，di/dt，從而減少主電路對控制電路的干擾。(7)對于電源回路而言，尖峰電流將在電源內阻上產生壓降，在公共傳輸線阻抗上產生壓降，使供電電壓跳動，形成干擾源，嚴重時會造成低頻振蕩。解決的辦法是對每個元件采用去耦電容供電，在公共電源端并聯(lián)大容量電解電容，～，以進一步減少電源的交聯(lián)公共阻抗，同時也可抵消因電解電容的卷工藝而產生的電感效應，在門電路的電源端與地線端配置去耦電容，一方面提供和吸收該集成電路工作瞬間的充放電能量，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。(8)系統(tǒng)軟件設計中設置軟件陷阱和軟復位指令。在程序存貯器FLASH的非程序存貯空間填充NMI或TRAP指令，當程序跑飛至非程序區(qū)時，強迫指令轉移到中斷向量地址處，在中斷服務程序中可以使DSP自動復位，重新開始運行。對于程序中沒有用到的中斷，在其中斷入口設置假中斷，即一旦發(fā)生了不該發(fā)生的中斷，程序將跳至假中斷程序，在假中斷放一條跳轉指令，程序跳轉到相當于復位的地方繼續(xù)執(zhí)行。系統(tǒng)軟件設計中設置看門狗。“看門狗”是根據程序在運行指定時間間隔內未進行相應的操作，即未按時復位看門狗定時器，來判斷程序運行出錯的。DSP芯片本身有一個監(jiān)視定時器，它被啟動后，每個狀態(tài)周期加1，并且需要經常有指令對它清零，若沒有對它清零，它計數滿后溢出將使系統(tǒng)復位，重新初始化。這樣WATCHDOG就提供了一種使系統(tǒng)瞬時故障中自動恢復的能力。運用“看門狗”原理，只需在軟件設計中定時清除監(jiān)視定時器內容即可。結束語采用數字信號處理器(DSP)技術的數字控制，可以充分發(fā)揮數字控制硬件電路簡單、抗干擾性強，易于實現(xiàn)先進的控制策略和系統(tǒng)監(jiān)控與在線升級。本文主要完成了以下內容：(1)概述了逆變器的研究現(xiàn)狀，及發(fā)展趨勢。介紹了幾種逆變器的數字控制策略，并比較了幾種控制策略的優(yōu)缺點。(2)較為詳細的介紹了PWM調制技術的原理，重點研究了SPWM的相關內容。比較了幾種PWM波的生成方法，指出了他們各自的異同點。(3)建立了單相橋式逆變器的連續(xù)狀態(tài)空間模型，給出了相應的頻域模型。進行了主電路的參數設計，以及開關器件IGBT的參數計算。(4)利用matlab中的simulink軟件建立了逆變器的仿真模型，對逆變器系統(tǒng)進行仿。得到了相應的仿真波形，并對仿真結果進行了相應分析。(5)最后進行的是硬件電路的設計。首先是DSP芯片的選擇，本文采用的是TI公司的TMS320 LF2407ADSP芯片。接著完成了信號采集及調理電路、IGBT驅動電路、保護電路的設計。最后簡要介紹了其它輔助模塊的相關內容。由于時間和精力的限制，本文所涉及的內容僅僅是逆變電源數字控制技術的一個局部。有些控制方案僅僅作了淺顯的研究。另外對于硬件電路的設計也有很多不完善的地方，僅僅是對部分電路進行了較為詳細的研究，而對DSP芯片的其他接口電路僅是簡單提及。實際上完整的逆變器設計還包括控制算法的研究、以及程序軟件的設計。致 謝通過這幾個月來的忙碌和學習，本次畢業(yè)論文設計已接近尾聲。作為一個應屆畢業(yè)生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導老師的督促指導，以及一起學習的同學們的支持，讓我按時完成了這次畢業(yè)設計。在畢業(yè)論文設計過程中，我遇到了許許多多的困難，也學到了許多寶貴的經驗。在此我要感謝我的指導老師趙陽老師給我悉心的幫助和對我耐心而細致的指導。畢業(yè)論文是較為復雜煩瑣的工作，但是趙陽老師仍然細心地糾正其中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作，我才得以解決畢業(yè)設計中遇到的種種問題。同時感謝我院、系領導對我們的教導和關注；感謝大學四年傳授我們專業(yè)知識的所有老師，謝謝你們嘔心瀝血的教導。還有謝謝我周圍的同窗朋友，他們給了我無數的關心和鼓勵，也讓我的大學生活充滿了溫暖和歡樂。如果沒有他們的幫助，此次畢業(yè)論文的完成將變得困難。他們在我設計中給了我許多寶貴的意見和建議。同時也要感謝自己遇到困難的時候沒有氣餒，取而代之的是找到了相應的方法來解決問題。畢業(yè)設計結束了，通過設計，我深刻領會到基礎的重要性，畢業(yè)設計不僅僅能幫助自己檢驗大學四年的學習成果，更多的是畢業(yè)設計可以幫助我們更加清楚的認識自我，磨練自我的意志與耐性，這會為學生日后的工作和生活帶來很大的幫助。參考文獻[1]陳堅. 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