微机控制逆变电源论文.doc

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1、微机控制逆变电源目录一、方案论证与比较1三相PWM控制信号生成1（1）方案一：模拟法1（2）方案二：数字法2（3）方案三：采用芯片SA82822（4）综述：2二、硬件电路设计21、驱动电路22、SA8282PWM波发生器3（1）SA8282简介3（2）SA8282工作原理4（3）管脚功能4（4）在系统中接线图4三、软件编程51、SA8282初始化及控制5（1）程序流程图5（2）程序52、PID控制6（1）流程图7（2）PID控制子程序7四、设计心得10五、参考资料10微机控制逆变电源————控制电路设计控制程序

2、设计摘要：本设计是根据给定的输入输出电压、频率、功率，设计单片机51控制逆变电源的控制电路部分和控制子程序。本设计采用脉冲宽度调制（PWM）型控制，选取产生PWM波形专用芯片SA8282，由单片机51控制其产生所需的SPWM波形，再通过驱动电路加到IGBT的G极，控制其导通与关断，从而把直流逆变为交流。采用PID控制算法来实现调整输出电压波形的幅值和频率。一、方案论证与比较根据题目要求，本系统是一个微机控制三相逆变电源，输入电压380V，输出电压380V，频率50Hz，逆变部分实现DC-AC转换。电源系统输出信

3、号的频率、幅度的调节由逆变器所选用的控制方式决定。一般的微机控制逆变电源都用脉冲宽度调制（PWM）型控制，原理如图1。不可控整流器滤波电容逆变器三相负载图1.PWM型控制PWM控制信号此方式下整流输出电压恒定，输出频率、电压的调节由逆变器实现。逆变器由PWM信号控制，输出电压引入反馈，可调整PWM的输出。三相PWM控制信号生成（1）方案一：模拟法用频率较高的三角波作为载波信号，用频率较低的正弦波作为调制信号，二者调制的结果就生成了等幅不等宽的矩形脉冲列，以产生出SPWM波形，该方法由模拟电路集成放大器等实现。P

4、WM波形产生图如图2。图2.模拟法实现spwm波形（1）方案二：数字法数字法，需要用规则采样法对SPWM波形进行采样，以及计算其各矩形的脉冲宽度和脉冲时间间隔，以及调制钵的频率等确切数值，然后列表放入存。以三角波的一个周期Tc作为一个采样周期，在三角波负峰值处（tE时刻）采样正弦信号，得到采样电压ure，在三角载波上水平截得A、B两点，从而确定了脉宽时间t2。图3.规则采样法（2）方案三：采用芯片SA8282采用SA828系列三相脉宽调制波发生器与MS-51单片机相连接，由51控制该芯片产生脉宽调制波SPWM波

5、形。（3）综述：方案一由模拟电路构成，电路比较复杂，有温飘现象，因此限制了系统的性能；方案二要得到高频的SPWM，输出才更近于正弦波，相应所需要的计算数值也就越多，占用存的空间也就越大，在系统工作时需要通过查表取出存放的数据才能得到SPWM波形。所以该方案受存的影响较大，编程复杂。尤其是在输入交流电的频率需要变化时，即作为交流变频电源时，编程的工作量和难度就更大。所以前两种方案都存在不足。方案三则能避免前两种方案的不足，简化了系统结构，节省了机时，提高了快速性和实时性。所以我选择方案三。一、硬件电路设计1、驱动

6、电路选择400A/600VIGBT做的10KW逆变电源的功率器件，采用国产具有自保户功能的IGBT厚膜驱动集成电路HL402，并配以高性能电子器件，可用于额定容量为200A/1.2kv或400A/600V的IGBT功率器件的直接门极驱动。它的优点是：①自身具有降栅极电压和软关断的双重保护功能，其降栅压延迟时间，软关断斜率均可通过外接电容整定；②能适应不同饱和压降IGBT驱动和保护，在软关断和降栅压得同时能输出报警信号；③其部有带静电屏蔽的光电耦合器，可以用来实现与输入部分的隔离，显著提高了其抗共模干扰的能力；④

7、可对信号进行脉冲功率放大。因逆变器电路使用了6只IGBT，故需6只HL402来驱动。图4为HL402的外部接线。图4HL402接线图2、SA8282PWM波发生器（1）SA8282简介SA8282是英国MITEL公司生产的能产生三相脉宽调制波的专用大规模集成电路芯片。它有6路TTL电平，经过一组隔离和放大单元，控制三相桥式逆变器中的6个功率开关。在芯片的初始化过程中，定义PWM序列息控制输出调制波的波形、电源频率、幅值、转向、载波频率、最小脉宽及死区时间等参数。通过微处理器很容易控制SA8282，全数字PWM波

8、可使电源达到前所未有的精确度和温度稳定性。它作为一种标准的外设，可直接从部ROM中读取波形，工作方式快捷灵活，无需任何外接电路，节约了硬件成本。当时钟频率为12.5MHz时，载波频率可达24kHz,选择的载波频率越高，输出交流电的波形就越接近存正弦波。图5所示为选用的SA8282原理框图，图6为28脚双列直插式封装管脚图。图5SA8282工作原理图图6管脚图（1）SA8282工作原理在