【正文】 ⑿ 事件管理器 EVA、 EVB 觸發(fā)源可以獨(dú)立工作在雙排序器模式。 ⑼ 多個(gè)觸發(fā)源可以啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。 ⑺ 排序器可以作為兩個(gè)獨(dú)立的 8 通道排序器或一個(gè) 16 通道排序器即級聯(lián)模式。 ⑷ 25 MHz 的 ADC 時(shí)鐘頻率，轉(zhuǎn)換時(shí)間短。 ADC模塊也可以工作在級聯(lián)模式 (Cascaded Sequencer Mode)，自動(dòng)排序器 (Sequencer)就變成一個(gè)單 16通道的排序器。 ADC轉(zhuǎn)換的目的就是將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入的模擬電壓和轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號之間的關(guān)系可以表示為： ? ???? ???? R E Fn R E FR E Fin 12 VVVDV 其中： Vin為輸入的模擬電壓信號； VREF為參考低電平； VREF+為參考高電平； D為轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； n為模數(shù)轉(zhuǎn)換的位數(shù)。） 11． CAT：計(jì)算機(jī) X 射線空間重建裝置。 7． 醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、心電圖等。 3． 圖像 /圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動(dòng)畫、機(jī)器人視覺、多媒體 、電子地圖、圖像增強(qiáng)等。 DSP 缺點(diǎn) : ○ 1 需要模數(shù)轉(zhuǎn)換； ○ 2 受采樣頻率的限制，處理頻率范圍有限； ○ 3 數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒有無源設(shè)備可靠。在過去的二十多年時(shí)間里， 數(shù)字信號 處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)最大集電極電流、最大集射極間電壓和最大集電極功耗可以確定 IGBT 在導(dǎo)通工作狀態(tài)的參數(shù)極限范圍，即正向偏置安全工作區(qū)；根據(jù)最大集電極電流、最大集射極間電壓和最大允許電壓上升率 duCE/dt， 可以確定 IGBT 在阻斷工作狀態(tài)下的參數(shù)極限范圍，即反向偏置安全工作區(qū)。 ⑸ 與電力 MOSFET 和 GTR 相比， IGBT 的耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時(shí)可保持開關(guān)頻率高的特性。有資料表明，在電壓 1000V 以上時(shí)， IGBT 的開關(guān)損耗只有 GTR 的 101 ，與電力 MOSFET 相當(dāng)。 IGBT 也是三端器件，具有柵極 G、集電極 C 和發(fā)射極 E。 開關(guān)過程分析：某一時(shí)刻，開關(guān) S S4 閉合 ,S S3 關(guān)斷 ,負(fù)載電 壓 uo 為正；下一時(shí)刻，當(dāng)開關(guān) S S4 關(guān)斷 ,S S3 閉合， uo 為負(fù)，這樣就把直流電變成了交流電，改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。 第三章 系統(tǒng)組成及各部分原理 系統(tǒng)控制方案 系統(tǒng)使用的是 DSP 作 為控制器，采用單片機(jī)產(chǎn)生 SPWM 波控制全橋逆變電路中的 4 個(gè)全控型器件 IGBT 的導(dǎo)通與關(guān)斷來產(chǎn)生逆變，并通過其內(nèi)部自帶的 8 位高精度 A/D 轉(zhuǎn)換模塊采樣負(fù)載兩端電壓，該負(fù)載兩端的電壓是經(jīng)過降壓和整流之后的，然后送到單片機(jī)中進(jìn)行處理，該系統(tǒng)采用 BANG—BANG 控制理論思想，通過對軟件的合理優(yōu)化配置，使系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快的達(dá)到設(shè)定值，并具有很高的抗干擾能力。比較寄存器用于保持調(diào)制值，該值一直與定時(shí)器計(jì)數(shù)器的值相比較，當(dāng)兩個(gè)值匹配時(shí)， PWM 輸出就會產(chǎn)生跳變。在 fr 高的頻段采用較低的 N，使載波頻率不致過高；在 fr 低的頻段采用較高的 N，使載波頻率不致過低；為防止 fc 在切換點(diǎn)附近來回跳動(dòng)，采用滯后切換的方法。 2 同步調(diào)制 載波比 N 等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號波保持同步的調(diào)制方式稱為同步調(diào)制。當(dāng) fr 較低時(shí) ， N 較 大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，當(dāng) fr 增高時(shí)， N 減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少， PWM脈沖不對稱的影響就變大，還會出現(xiàn)脈沖的跳動(dòng)。 因此可得 ： tau rr sin?? () 三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度 222s in1 cDr Tta ?? ? ? () 同步調(diào)制和異步調(diào)制 在 SPWM 逆變器中，載波頻率 fc 與調(diào)制信號頻率 fr 之比 N＝ fc/fr，稱為載波比。自然采樣法中，脈沖中點(diǎn)不和三角波一周期中點(diǎn)（即負(fù)峰點(diǎn)）重合。 波形見圖 214。在 ur 一周期內(nèi)，輸出 PWM 波只有 177。在 ur 正半周 ， V1 保持通態(tài)， V2 保持?jǐn)鄳B(tài)，當(dāng) ur＞ uc 時(shí)使 V4 導(dǎo)通， V3 斷開， uo=Ud；當(dāng) ur＜ uc 時(shí)使 V4 斷開， V3 導(dǎo)通， uo=0。在負(fù)載電流為負(fù) 的 區(qū)間， 仍為 V1 和 V4 導(dǎo)通時(shí)，因 io 為負(fù)， 故 io 實(shí)際上從 VD1 和 VD4 流過，仍有 uo=Ud； V4 關(guān) 斷， V3 開 通后， io 從 V3 和 VD1續(xù)流， uo=0， 這樣 uo 總可得到 Ud 和零兩種電平。 調(diào)制信號波為正弦波時(shí)，得到的就是 SPWM 波；調(diào)制信號不是正弦波，而是其他所需波形時(shí)，也能得到等效的 PWM 波。 SPWM 波：等效正弦波形，還可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和 SPWM 控制相同，也基于等效面積原理。 SPWM 波形 —— 脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形。脈沖越窄，各 i(t)響應(yīng)波形的差異也越小。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。它提出主要是為解決電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)問題，現(xiàn)已被用到 PWM 逆變和 PWM 整流技術(shù)中。這類逆變器還有調(diào)壓范圍不夠?qū)挘Ｗo(hù)功能不夠完善，噪聲比較大等缺點(diǎn) ， 設(shè)計(jì)功率一般在百瓦至千瓦之間。－ θ，輸出電壓 uo 是正負(fù)各為的脈沖，改變 θ 即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。正偏， 180176。的脈沖時(shí)，要改變輸出電壓有效值只能改變直流電壓 Ud 來實(shí)現(xiàn)。輸出電壓 uo波形和圖 28b 的半橋電路的波形 uo 形狀相同，但其幅值高出一倍， Um=Ud。常用于幾千瓦以下的小功率逆變電源。當(dāng) V1 或 V2 為通態(tài)時(shí)，負(fù)載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提 供能量；而當(dāng) VD1 或 VD2 為通態(tài)時(shí)，負(fù)載電流和電壓反向，負(fù)載電感中儲存的能量向直流側(cè)反饋。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián) 反饋二極管。 電壓型逆變電路 逆變電路按其直流電源性質(zhì)不同分為兩種：電壓型逆變電路或電壓源型逆變電路，電流型逆變電路或電流源型逆變電路。 圖 25b 中晶閘管在 LC 振蕩第二個(gè)半周期內(nèi)關(guān)斷。 VT 通態(tài)時(shí)，先給電容 C 充電。觸發(fā) S S3 的時(shí)刻 t1 必須在 uo 過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。 圖 23 負(fù)載換流電路及其工作波形 電路的工作波形如圖 23b 所示。 圖 23 a 是基本的負(fù)載換流逆變電路，四個(gè)橋臂均由晶閘管組成。 ③ 負(fù)載換流 由負(fù)載提供換流電壓稱為負(fù)載換流?？煽卣麟娐?，無論其工作在整流狀態(tài)還是有源逆變狀態(tài)，都是借助于電網(wǎng)電壓實(shí)現(xiàn)換流的，都屬于電網(wǎng)換流。 換流方式的分類 ① 器件換流 利用全控型器件的自關(guān)能力進(jìn)行換流。這時(shí)負(fù)載電流從直流電源負(fù)極流出，經(jīng) S負(fù)載和 S3 流回正極，負(fù)載電感中儲存的能量向直流電源反饋，負(fù)載電流逐漸減小，到 t2 時(shí)刻降為零，之后 io 才反向并逐漸增大。當(dāng)負(fù)載為阻感負(fù)載時(shí)， io 的基波相位滯后于 uo 的基波，兩者波形形狀也不同，圖（ b）給出的就是阻感負(fù)載時(shí)的 io 波形。 (6) 逆變主電路 逆變主電路主要是根據(jù)變化的驅(qū)動(dòng)控制脈沖得到變化的高壓交流脈沖，即把穩(wěn)定的直流電壓變換為交流脈沖電壓，完成逆變。 (3) 驅(qū)動(dòng)與控制電路 驅(qū)動(dòng)與控制電路的功能就是按要求產(chǎn)生一系列的控制脈沖，來控制逆變開關(guān) 管的導(dǎo)通和關(guān)斷，并能調(diào)節(jié)其頻率，控制逆變主電路完成逆變功能。 第二章 逆變電源的工作原理 逆變電源結(jié)構(gòu)分析 逆變電源基本結(jié)構(gòu) 逆變電源采用 AC－ DC－ AC（交－直－交）的結(jié)構(gòu)形式，其基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示，主要由輸入、整流、逆變、輸出、驅(qū)動(dòng)與控制以及保護(hù)等電路組成。 ⑶ 完成單相電壓型 PWM 逆變器的諧波分析 ?；谖⑻幚砥鞯幕Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制完全不同于常 規(guī)的連續(xù)滑?？刂评碚摚枰x散滑?？刂萍夹g(shù)，有些文獻(xiàn)引入前饋改善離散滑模控制的穩(wěn)態(tài)性能，有些通過自矯正措施改善負(fù)載擾動(dòng)的影響。但其主要弱點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能差，干擾出現(xiàn)后的一個(gè)參考周期內(nèi)，系統(tǒng)對干擾不產(chǎn)生任何調(diào)節(jié)作用，這一周期系統(tǒng)近乎處于開環(huán)控制狀態(tài)，消除干擾對輸出的影響至少要一個(gè)參考周期。重復(fù)控制采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)。但是，無差拍控制的自身缺點(diǎn)也十分明顯 :無差拍控制效果取決于模型估計(jì)的準(zhǔn)確程度，實(shí)際上無法對電路模型做出非常精確的估計(jì)，而且系統(tǒng)模型隨負(fù)載不同而變化，系統(tǒng)魯棒性不強(qiáng) 。 (4) 無差拍控制 無差拍控制是一種基于微機(jī)實(shí)現(xiàn)的 PWM 方案，是數(shù)字控制特有的一種控制方案。 現(xiàn)代魯棒控制是一個(gè)著重控制算法可靠性研究的控制器設(shè)計(jì)方法。根據(jù)對性能的不同定義，可分為穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。模糊控制在理論上可以任意逼近任何非線性函數(shù)，但是模糊控制的分檔和模糊控制規(guī)則需要進(jìn)一步的研究，并且隸屬函數(shù)較難確定，因此模糊控制的精度有待遇進(jìn)一步提高。采用高速 A/D 和高速處理器以及提高開關(guān)頻率可以一定程度上改善數(shù)字 PID 控制的效果，但實(shí)現(xiàn)起來有一定困難。隨著 DSP 的出現(xiàn)，逆變器的瞬時(shí)值反饋數(shù)字 PID 控制成為可能。 ② 數(shù)字處理器采樣、計(jì)算延時(shí)帶來的變頻電源最大占空比受限問題，對環(huán)境溫度要求較高等等，這些問題使得數(shù)字控制在變頻電源性能提高的發(fā)揮中受到了阻礙，但是這些問題依然不能阻擋微機(jī)控制在電力電子中的使用，逆變電源微機(jī)控制技術(shù)也日趨成熟。 ② 數(shù)字式部件結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，耗能少，易于標(biāo)準(zhǔn)化。 電力電子設(shè)備中的變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)等部件均會產(chǎn)生噪聲。 1）過電壓保護(hù)：對與沒電壓穩(wěn)定措施的逆變器，應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)載免受輸出過電壓的損害。通常以輸出電壓的總波形式失真度表示，其值不應(yīng)超過 5%（單相輸出允許 10%）。 ② 在負(fù)載突變（額定負(fù)載 0%→ 50%→ 100%）或有其他干 擾因素影響的動(dòng)態(tài)情況下，逆變器輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的177。 逆變技術(shù)指標(biāo) 1. 額定輸出電壓 在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動(dòng)范圍內(nèi)，它表示逆變器能輸出的額定電壓值。而全控型器件具有自關(guān)斷 能力，即器件的導(dǎo)通和關(guān)斷均可由器件的控制極加以控制，電力場效應(yīng)管和絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）及 MOSFET都屬于這一類器件。 ⑷ 按逆變器主電路的形式，可分為單端式逆變器，推挽式逆變器、半橋式逆變器和全橋式逆變器。工頻逆變器的頻率為 5060HZ 的逆變器；中頻逆變器的頻率一般為 400HZ 到十幾 KHZ；高頻逆變器的頻率一般為十幾 KHZ 到 MHZ。 ② 逆變電源輸出濾波器對系統(tǒng)的模型影響很大，輸入電壓的波動(dòng)幅值和負(fù)載的性質(zhì)，大小的變化范圍往往比較大，這些都增加了控制對象的復(fù)雜性，使得控制對象模型的高階性、不確定性、非線性顯著增加 。隨著逆變技術(shù)成熟，使得其應(yīng)用領(lǐng)域也達(dá)到了前所未有的廣闊，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、家用電器、交通運(yùn)輸、工業(yè)電源和航空航天等領(lǐng)域并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標(biāo)更優(yōu)越的方向發(fā)展。從而為今后的綠色電源產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)保證，這也將是現(xiàn)代電源發(fā)展的必然結(jié)果。為了使電源系統(tǒng)綠色化，電源應(yīng)加裝高效濾波器，還應(yīng)在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)校正技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須實(shí)現(xiàn)模塊化，模塊化意味著用戶可以 方便地將小容量的模塊化電源任意組合，構(gòu)成一個(gè)較大容量的變頻電源。近年來，現(xiàn)代變頻電源技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)出以下幾種趨勢： (1) 高頻化 提高變頻電源的開關(guān)頻率，可以有效地減小裝置的體積和重量，為了進(jìn)一步減小裝置的體積和重量，去掉笨重的工頻隔離變壓器，采用高頻隔離，并可消除變壓器和電感的音頻噪聲，同時(shí)改善了輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。為此，必須把 LC 與開關(guān)器件組成一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)，使 PWM 逆變器只有在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中才產(chǎn)生諧振，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)轉(zhuǎn)換，平時(shí)則不諧振，以保持 PWM 逆變器的特點(diǎn)。 1963 年， EG． Tumbull 提出了“特定諧波消除法”，為后來的優(yōu)化 PWM 法奠定了基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)特定的優(yōu)化目標(biāo)，如諧波最小，效率最優(yōu)等。 逆變技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 逆變電源的發(fā)展過程 19561980 年為傳統(tǒng)發(fā)展階段。而微機(jī)數(shù)字化控制技術(shù)填補(bǔ)了這一缺陷，同時(shí)增加了控制的方便性，提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 PWM 控制技術(shù)是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變成電壓脈沖列，并通過控制電壓脈沖寬度和周期以達(dá)到變壓目的或