基于PWM正弦波电源的设计.doc

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1、摘要现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。随着高性能DSP控制器的出现，逆变电源的全数字化控制成为现实。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。采用DSP作为逆变器的控制核心，可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与全部故障检测。本文研究了基于PWM正弦波电源的设计。文章首先对逆变系统基本结构和控制策

2、略作了详细的介绍，在此基础上选择了重复控制作为本信号电源逆变器的数字控制方式，对重复控制逆变器的稳定性、稳态误差进行了分析。阐述了逆变系统的工作原理，分析了逆变系统中最常用的正弦脉宽调制方法及其产生办法，以及模拟、数字控制电路控制方法的优缺点。接着对双极性SPWM控制方式和单极性SPWM控制方式作了比较。经过比较，选用了实际滤波效果较好的单极性SPWM控制策略，并详细论述了其单边与双边SPWM的产生方法以及各自的控制方法。根据逆变电源的技术要求，提出了硬件电路中各部分的设计方案，完成了系统的软硬

3、件设计，硬件系统包括全桥主电路设计、以DSP为核心的逆变控制系统、采样调理、驱动保护等，给出了各单元电路设计。控制系统软件则重点阐述逆变器数字控制系统主要环节的设计，给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现，生成数字正弦基准，实现逆变器逻辑控制功能，即对逆变器的保护、监测进行控制等。利用MIATLAB和SIMULINK仿真软件建立了逆变器的仿真模型，用以验证控制方案的可行性和有效性。其研究和分析的结果为逆变器的数字化控制的研究、完善和应用建立了基础。利用仿真工具软件对所设计的电力电子设备进行仿真

4、，有利于缩短产品的设计时间，有于提高产品的可靠性。关键字：逆变器；数字控制；SPWMABSTRACTModernfrequencypowertolowpower,highefficiency,simplecircuitwhichfavoredsomeobviousadvantages.ThecircuitconsistsofPowerSupplyAC-DC-AC-filteringparts,theoutputvoltageandcurrentwaveformsarepuresinewave,a

5、ndthefrequencyandamplitudeadjustablewithinacertainrange.Withtheemergenceofhigh-performanceDSPcontroller,powerinverterdigitalcontrolbecomeareality.Digitalcontrolsystemwithintegratedhighanti-interferencecapability,flexiblecontrol,advancedcontrolalgorit

6、hmscanberealizedandtheadvantagesofeasyreal-timecontrol.InverterusingDSPasthecontrolcore,youcaneasilyusethesoftwareflexible,precisecontrolandfull-linefaultdetection.Thisarticleintroducesdigitalcontroltechnologiesofasingle-phaseSPWMinverterbasedonTMS32

7、0LF2407.firstly,thebasicstructureandthecontrolstrategyoftheinvertersystemhavebeenintroduced,thenselectsrepetitivecontrolstrategyasthecontrolstrategyfortheinverter.Secondly,thebipolarSPWMcontrolstrategyandtheunivocalSPWMcontrolstrategyhavebeencompared

8、.Thirdly,accordingtothetechniquerequestoftheinverterpowersupply,thepaperputforwardtheprojectofthehardwareelectriccircuitandthecontrolelectriccircuitthatisexceptionallyintroduced,accomplishesthedesignsofsystemsoftwareandhardware.Thesoftwarecarriesouto