基于stm的逆变电源设计与研究

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1、分类号：470.4031密级：天津理工大学研究生学位论文基于STM32的逆变电源设计与研究（申请硕士学位）工程领域：控制工程作者姓名：罗秦指导教师：李国洪副教授李强高级工程师2015年3月 ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeTheResearchandDesignofInverterPowerSourceSystemBasedonSTM32ByLuoQinSupervisorA.Prof.LiGuohongSeniorEngineer

2、.LiQiangMarch2015 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：年月日年月日 摘要逆变电源是电源领域中的关键部分。传统逆变电源为模拟控制，由于模拟控制系统的缺陷是结构复杂、易受干扰以及难以调试等，相对而言数字化控制系统的优势在于结构简单、控制精度高以及容易进行算法升级等，所以逆变电源数字化是逆变电源的升级方向。对逆变电源而言，高性能微处理器是全数字化控制核心。所以研究设计基于STM32微处理

4、器的逆变电源具应用价值与现实意义。首先，文章介绍了课题研究背景与目的，电源发展现状，存在的问题以及逆变电源未来发展趋势。然后分析了SPWM调制技术，包括单极性控制与双极性控制，并对二者进行了分析比较，结合本设计要求确定了调制方法。然后描述了逆变电源的数字控制策略研究现状，并详细阐述了数字PID技术及其在逆变电源系统中的应用。其次，详细说明了以STM32为控制核心的逆变电源主电路设计过程：先详细分析了逆变电源主要的拓扑结构及其原理，选择了电压源型逆变电源主电路结构和以STM32为控制核心的控制电路。将逆变电源硬件电路分解为逆变主电路

5、、控制电路及辅助电路等进行详细分析与设计，其中重点介绍了主电路和控制电路的设计过程，给出了输入滤波电容，输出滤波器和高频变压器的计算公式以及设计参数。然后，对逆变电源系统软件部分进行了设计。描述了STM32的开发平台KeilMDK的开发特点；给出了逆变电源控制系统软件的主程序流程，对SPWM信号发生程序进行了详细的分析；然后详细阐述了ADC模块及数字PID程序的设计过程，并且对串口通信程序进行了设计，对于各个子程序给出了程序流程图。最后，对试验样机进行调试，说明了模块调试方法，并对得到的试验结果进行了分析。关键词：逆变电源STM3

6、2全桥PID控制ADC模块 AbstractInverterisanimportantpartofthepowersystem.theperformanceofinverterisrelatedtothesafetyandreliabilityofthewholesystem.Thetechniquesofapplicationanalogcircuitcontrolinverterhassomeshortcomings,suchascircuitcomplexity,weakanti-interferenceabilityand

7、soon.Butdigitalcontrolsystemhastheadvantagesofintegratedhighanti-interferencecapability,flexiblecontrol,advancedcontrolalgorithmscanberealizedandeasyreal-timecontrol.Sothedigitalinverteristhedevelopmenttrend.Theemergenceofhigh-performancemicroprocessorsmakethedigitalc

8、ontrolofinverterbecomeareality.SotheresearchanddesignofinverterpowersourcesystembasedonSTM32haspracticalsignificanceandappli