单相逆变电源控制系统硬件设计.doc

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1、摘要逆变器广泛应用于工业生产的各个方面，数字控制具有方便实现复杂算法、抗干扰性强和产品容易升级换代等优点，已成为未来逆变器的发展趋势。本文采用TI公司的TMS320LF2407A的控制芯片，设计一种基于正弦脉宽调制的单相逆变电源数字控制系统。此控制器具有硬件电路简单、体积小、重量轻等特点,可满足小功率应用场合的需求。本文首先介绍了逆变电源的发展现状及趋势。分析了正弦脉宽调制的原理及其几种主要的调制方式，并通过比较说明了不同调制方式的优缺点。文中分析了逆变器的数学模型及PID数字控制技术的原理，结合单相逆变电源的特点提出了控

2、制方法。利用matlab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。在本文的最后一章，提出了硬件电路的设计方案。重点叙述了数字控制系统的设计，具体包括采样电路，调理电路，驱动电路及保护电路。关键词：逆变器；数字控制；PWM；DSPTMS320LF2407A.AbstractDC/ACinverterhasbeenwidelyappliedintheindustry.Digitalcontrolhasseveraladvantages，itiseasytoachievecomplexa

3、rithmetic，upgradeandmaintenance，anditisnotsusceptiveofnoiseandtheconsistentmanufactureperformanceisbetter,sothedigitalcontrolledinvertersarethetrendoftheinverterinthefuture.ThepaperdesignsadigitalcontrolsystemofthesinglephaseinverterbasedonsinewidthmodulatewithTIc

4、ompanyTMS320LF2407Acontrolchips.Thiscontrollerfeaturessimpleinstructure，smallinvolume，andlightinweight,whichcanmeettheneedsinsmallpowerapplications．Inthefirst,thepaperpresentsthecurrentsituationanddevelopmenttrendsoftheinvertersanalysestheprinciplesofthesinewidthm

5、odulateandseveralmajormodulatemethods，andthroughcomparisonillustratestheadvantagesanddisadvantagesofdifferentformsofmodulateThearticleanalysesthemathematicalmodelsofinverterandtheprinciplesofthePIDdigitalcontrol,thenpresentsPIcontrolmethodsbasedonthespecialityofth

6、esinglephaseinverters.Theinvertersimulationmodelisestablishedbythesimulationsoftwareofmatlabandsimulink,whichisusedtovalidatethefeasibilityofeverycontrol.Inthelastchapter,wedrawedthetotaldesigningschemeoftheDC/ACconverter,builtthemodelofinverter.Wedesignedthemainc

7、ircuitandthecontrolleroftheinverter.Thecontrolsystemoftheinverterincludedsamplingcircuit,conditioningcircuit,drivingcircuitandprotectingcircuit.Keywords：Inverter；Digitalcontrol；PWM；DSPTMS320LF2407A目录摘要IAbstractII1绪论11.1引言11.2国外研究现状及趋势21.2.1逆变电源研究的技术现状21.2.2逆变电源技术研

8、究的发展趋势31.3本文的研究目的及容41.4逆变电源的控制策略62SPWM控制原理102.1PWM概述102.2PWM波形的基本原理112.3SPWM的调制方式112.3.1单极性SPWM调制122.3.2双极性SPWM调制132.4SPWM实现方式142.4.1比较器实现SPWM142.4.2专用集