pic单片机在逆变电源系统中的应用

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1、万方数据电源技术文章编号：1008—0570(2007)05—1—0259-02PIG单片机在逆变电源系统中的应用ApplicationofInverterPowerSystemBasedonPlCSingleChip(河北农业大学)李娜任振辉刘雅举L

2、NARENZHENHUILIUYAJU摘要：本文介绍了一种以高性能dsPIC30F2010控制器为内核的逆变电源系统，阐述了它的工作原理、硬件组成及软件设计。该逆变电源系统具有硬件电路简单、体积小、成本低等优点。经试验表明：电源动态响应速度快，输出波形失真小，可靠性高。关键字：PIC单片机；直流升压；正弦脉宽调制中图分类号：TM464文献

3、标识码：AAbstract：Theinverterpowersystembasedonhi【ghcapabilitycontrollerdsPIC30F2010isintroduced．Itsworkprinciple，hardwarestructureandsoftwaredesignaredescribedinthispaper．Thissystemhasthemeritsofsimplehardware，smallvolume，low—cost．Bytestproving，thepowerisdynamicrespondfast，highoutput-stability，andhi

4、ghdependability．keywords：PICsinglechip；DC-DC；SPWM1引言斥]RS485可与Pc机通讯，实现远程控制与监测。近来，逆变电源得到了十分广泛的应用。这种逆变电源将蓄电池提供的+12V直流输入电压逆变成可调频调压的交流电压。它可用在汽车、家用电器、办公设备和计算机等领域。本文介绍了一种以高性能16位单片机dsPIC30F2010为内核的逆变电源系统的设计。该单片机可通过软件编程生成SPWM脉宽控制波，使得逆变电源输出波形谐波畸变率变小，同时还可对整个系统进行检测、保护、智能控制。2系统的构成与功能该逆变电源系统由直流升压模块、单片机控制器、驱动模块

5、、电压电流监测模块、RS485串行通信接口等构成。该系统的框图如图1所示。图1硬件电路结构图通过调节直流电压和SPWM的占空比可实现调压功能，得到的电压A／D采样，经PID调节，使输出电压波形稳定。频率由可调电位器给定，单片机通过采集给定频率值，控制载波频率来控制输出电压频率。LCD显示三相电压、电流及频率，通过使李娜：硕士教师基金项目：河北省科技攻关项目(04212116)3系统的硬件设计3．1直流升压模块DC—DC电路采用推挽式升压电路，其结构简单，效率高，可有效的抑制变换电路发生直流偏磁，同时提高负载的动态响应速度。变换电路通过SG一3525输出互补的PWM信号来开关功率管，这样在

6、变压器原边得到高频的交流电，在经高频变压器升压，整流，滤波，得到300V的直流高压。芯片SG一3525开关频率可到．300K赫兹，通过采样反馈电压可自动调节占空比大小，使电压输出稳定。一旦发生过流、过压现象，SG一3525迅速关断PWM输出，则电路停止工作，功率器件得到保护。3．2单片机控制器dsPIC30F2010是一款高性能单片机，其具有DSP引擎特性，24位指令字长，10位A／D转换器，输入捕捉模块，输出比较模块，带FIFO缓冲区的可寻址UART模块，SPI模块，12C模块。尤其是具有独特的电机控制PWM模块(MCPWM)，SPWM波形完全是由控制MCPWM模块生成的。该模块具有以

7、下特性：(1)专用时基支持Tcy／2PWM边沿精度(2)每个配对输出引脚均可互补或独立工作(3)可由器件配置位设置输出引脚极性(4)用于互补模式的硬件死区时间发生器(5)多种输出模式(6)占空比更新可配置为立即更新或与PWM同步(7)有可编程功能的硬件故障输入引脚(8)每个与PWM相关的输出引脚都可以被单独使用通过软件控制MCPWM模块，可实现对SPWM载波周期、占空比、死区时间的调节。其自带的可编程故障输入引脚，可方便的控制保护模式，增加了系统的可靠性和抗干扰性。3．2驱动模块单片机发出的SPWM的驱动信号，经6N137光耦隔离后，@鳓嘲邮局订冁82辎360元／-259—万方数据电源技

8、术中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2007年第24卷第5-1期送给IR2132来驱动功率器件。该芯片采用自举驱动方式，悬浮不稳定。要想达到良好的动态稳压特性，系统采用增量数字PID沟道设计使其能驱动母线电压小于600v的功率管，开关频率的闭环控制：可以从几十赫兹到数百千赫兹。其最大的优点在于可和主电路△u@)=u∞一u(k—1)=K永承)一eo【一1)】+脚@)+K妒$)一2eo【一1)+eo(一2)】共地运行，用一个电源