基于STM32系列单片机的数控正弦波逆变电源设计与实现.pdf

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1、第2O卷第23期电子设计工程2012年12月VolI2ONo．23ElectronicDesignEngineeringDec．2012基于STM32系列单片机的数控正弦波逆变电源设计与实现赵有以，杨美君，孙佳成，王建民(哈尔滨理工大学应用科学学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：提出一种高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案。该方案分为前后两级，前级采用推挽升压电路将榆入的直流电升压到350V左右的母线电压．后级采用全桥逆变电路，逆变桥输出经滤波器滤波后，用隔离变压器进行电压采样，电流互感器进行电流采样，以形成反馈环节，增加电源输出的稳定性。升

2、压级PWM驱动及逆变级SPWM驱动均由STM32单片机产生。减小了硬件开支。基于上述方案试制的400W样机，具有输出短路保护、过流保护及输入过压保护、欠压保护功能，5OHz输出时频率偏差小于0．05Hz，满载(400W)效率高于87％，电压精度为220V~I％，THD小于1．5％。关键词：正弦逆变；SPWM；推挽升压；数字式；状态机中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)23—0134-03Designandimplementationofasine-waveinverterpowersupplycontrol

3、ledbySTM32ZHAOYou—yi，YANGMei-jun，SUNJia—cheng，WANGJian-min(SchoolofAppl&dSciencelHarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Thispaperpresentsadesignforhigh-performanceall-digitalsinewaveinverterpower，whichconsistsoftwostages．Inthefirststage，weuseapull—

4、pushcircuit，theinputvoltageisboostedtoabout350Vtoserveasbusvoltage，inthesecondstage，afull-bridgeinvertercircuitisused．Theoutputvoltageandcurrentofinverter，filteredwithlowpassfilter，weresampledbyisolatingtransformerandbycurrenttransformer，respectively，SOastoformthe~edbackandin

5、creasestabilityoftheoutput．PWMandSPWM，whichserveascontrolsignalinbooststageandinverterstage，respectively，arebothgeneratedbySTM32．A400Wmodelmachine，basedonaboveidea，hasbeenimplemented，whichhasoutputshortcircuitprotection，overcurentProtection，over-voltageprotectionandunder-volt

6、ageprotection．The~equencydeviationissmallerthan0．05Hzwhenoutput~equencyis50Hz．Full-load(400W)efficiencyishigherthan87％，theprecisionofoutputvoltageis220V±1％，THDiSlowerthan1．5％．Keywords：sine-waveinverterpowersupply；SPWM；push—pullboosting；digitalcontrol；statemachine逆变电源应用广泛，特别是精

7、密仪器对逆变电源的性能后由推挽升压和全桥整流升压到350V的直流母线ca压，再要求更高。高性能逆变电源不仅要求工作稳定、逆变效率高、经过全桥逆变电路转变为220V／50Hz的工频交流电，采样输出波形特性好、保护功能齐全．还要求逆变电源小型化、智电路对相应点进行采样。以实现闭环控制及保护功能。能化、并且具备可扩展性【1-2]。文中提出一种基于sTM32系列由于大电流条件下．功率管驱动信号占空比过小会导致单片机STM32FlO3VE的纯数字式正弦逆变电源．该电源的发热严重，效率降低，故逆变电源的前级采用准开环的控制全部功能由单片机控制实现，具有输出电

8、压、频率稳定，效率方式．即输入电压在一定范围内时，驱动信号占空比开到最高，保护功能齐全的特点。大并保持不变，输入电压过高时，减小占空比，