计算机控制技术在电力电子电路中的应用

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1、2003年6月　第3期通信电源技术TelecomPowerTechnologies　27文章编号:100923664(2003)03227203网络技术计算机控制技术在电力电子电路中的应用袁　宁(郴州职业技术学院,湖南郴州　423000)摘　要:从电力电子电路数字化控制的要求出发,对分别由单片机、数字信号处理器(DSP)以及微型计算机等为主构成的电力电子电路的计算机控制系统进行了详细介绍和比较分析,指出了电力电子电路新型控制技术的发展方向。关键词:计算机控制;电力电子电路;单片机;DSP中图分类号:TN712文献标识码:AComputerC

2、ontrolTechniqueAppliedinPowerCircuitsYUANNing(ChenzhouInstituteofVocationalTechnology,Chenzhou423000,China)Abstract:Basedonthedemandofdigitalcontrolforpowercircuits,thecomputercontrolsystem,whichismainlycomposedofasinglechip,aDSP,oramicrocomputer,respectively,isanalyzedand

3、comparedindetail.Thenewcontrolmethod,whichwillbedevelopedinthefuture,ispre2sented,aswell.Keywords:computercontrol;powercircuits;singlechip;DSP1　引　言子器件的快速发展和广泛应用,具有快速运算能力、强大的信息储存能力和逻辑判断能力的计算电力电子电路是综合运用电力、电子、控制等机控制技术在电力电子电路中得到越来越广泛的多种技术对电能的幅值、相位、频率等各种参量实应用。行变换的电路,主要由主电路和控制电路

4、组成,其与传统的模拟量控制方式相比,采用计算机中主电路构成电能的能量传递通道,控制电路则控制的电力电子电路具有以下显著优点[1]:(1)主要通过触发信号的改变控制主功率开关管的导数字化控制,可以消除常规模拟调节器存在的诸通和关断,从而调节电路的输出。如温度漂移等许多难以克服的缺点,参数整定范在电力电子技术发展的初期,电路的主功率围宽,比例、积分、微分系数可以单独调节,而且可开关管采用整流管、晶闸管等不可控或者半控型在整个控制范围内进行变参数调节。(2)使用灵器件,其工作频率低,控制部分主要采用模拟电路活,便于实现特殊的控制规律,如修改部分程

5、序就进行控制,存在控制精度低、动态响应慢、电路功可改变调节规律,而无需改变硬设备,甚至可以在率因数低等缺点。随着大功率晶体管(GTR)、绝线改变控制方案,因而可以在不增加使用设备的缘栅极双极晶体管(IGBT)和大功率场效应晶体情况下逐步提高控制水平。(3)系统中由软件取管(POWERMOSFET)等高频率、全控型电力电代硬件来实现反馈信号的检测和调节、功率开关器件的触发控制、故障诊断等功能,减少了元器件收稿日期:2003201215的数量,简化了硬件结构,提高了系统的可靠性。©1995-2004TsinghuaTongfangOptical

6、DiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.　　　　　　通信电源技术2003年6月　28(4)故障识别诊断能力强,能自动储存运行数据,有助于对故障的分析处理。(5)可以与上级计算机系统进行通信,实现集中监控和无人值守。本文以单片机、微型计算机和新型数字信号处理器(DSP)为例,阐述图1　逆变控制信号的形成原理计算机控制技术在电力电子电路中的应用。生两路相位相反的开关频率高达20kHz以上的2　单片机控制的电力电子电路PWM信号,信号经驱动电路隔离放大后便可控制高频开关管T1和T2(IGBT)的通断。单片机主要以美国INTEL

7、公司生产的MCS 87C196KC软硬件资源丰富,具有16KByte-51(8位)和MCS-96(16位)两大系列为代表。 EPROM、488ByteRAM和24Byte通用寄存器,它在一块芯片上集成了中央处理器(CPU)、存储 内含8路A/D转换输入通道和3路PWM信号器(RAM,ROM)、定时器(TIMER)/计数器 输出口,速度快、效率高、功能齐全[2]。它不仅能(COUNTER)和输入/输出(I/O)接口等单元,具 完全取代模拟控制器,方便地实现PID调节,而有体积小、速度快、功能强、效率高、性能可靠、抗 且可以通过改变软件实现诸如

8、自适应控制、智能干扰能力强等优点,因而在各种控制系统中得到 控制等各种新型控制策略。此外,还可利用其通广泛应用。信接口与其他微机进行通信,便于实现远程监控。在电力电子电路的控制中