基于PIC18F2331的SPWM逆变电源控制器设计.pdf

变流技术电气自动化年第第期

基于户的逆变电源控制器设计

清华大学自动化系北京那仲辉李旭
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摘要介绍了一种以美国公司推出的电机控制用单片机为控制核心构成的单相逆变电薄硬件电路的原
理和软件程序流程图。实验结果显示了较好的动态和静态特性。最后介绍了在实际应用芯片过程中的若干体会。
关健词一逆变电源控制器

比
目以』而
化

『扣图分类号文献标识码文章编号一一一

、、
现代通讯设备便携电子产品电动工具和车辆以及一,夕
川义护
小卫星等系统普遍使用蓄电池作为系统的电源存储介八产巾
质,在一些场合下这些直流电源需要转化成恒压恒频的一一匀日娜,
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正弦交流电源才能使用只有通过有效地控制逆一
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变器逆变器的输出才能得到幅值稳定谐波畸变率低的八产门卜叫巨芝一
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正弦波电压因此控制系统需要稳定可靠性能优异和刊
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功能完善的控制器来实现各种控制功能【
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几一芯片是美国微芯公司推出的一瓦一
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系列电机控制用单片机中最简单的一种这款一
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又以
单片机既可用于各种电动机的控制可用在其他功率刁一一
控制电路中。尺以其结构紧凑、使用方便、可靠性厅,一一月,

、、、。一
高功能丰富成本较低功耗小等优势得到用户的关注本一
一圈引脚一圈
文详细介绍其在一电源控制器中的应用以及

、、
在使用中的一些考虑。实验结果表明,尺功率控制单片机机直流无刷电机不间断电源巧等。
在调节性能、运算处理能力、可靠性及使用的方便程度等方面都具的模块具有如下特点

·
有良好的特性,不失为电机和功率控制器的理想的核心控制器件。支持三个发生器和六个输出通道,可以将引脚配对

。
简介成完整的半桥进行控制
·,。
尺是推出的系列的一款用于电机运分辨率高达位取决于的周期
·。
动控制的增强闪存单片机。它只有只引脚〔图,具备所有动态频率变化
·。
系列单片机固有的优点,具有出色的计算性能,以及高耐久边沿或中心对齐输出模式
·。
性的增强型闪存程序存储器和高速位转换器。此外,单脉冲发生模式
·。
还增强了器件设计,使得它可以成为许多高性能的功灵活的死区发生器
·。
率控制和电机控制应用的首选单片机。硬件故障保护输入
·占空比和周期同步更新灵活的特殊事件触发器输出。
插入编程死区时间的位功率控制模块
可·
可在成对的之间进行可编程死区控制。
,
在电机控制器和功率转换应用中功率控制·。
中心对齐模式中不对称更新的中断支持

模块简化了产生多种同步脉冲宽度调制输·。
预定其他外设事件的特殊事件比较器
出的过程。模块支持各种功率和电机控制应用,如感应电
电气自动化年第尝第期变流技术
一

·
在调试模式中,输出禁止功能会将输出设置为主电路为标准的电压型逆变器,单相输出

。
无效状态,用功率器件构成逆变器主电路。根据主电路器件配置
这些精心设计的模块功能使得用户可以很方便的产生相应的驱动及保护电路,综合考虑噪声、控制性能及功率器件的开

,,
各种输出对开关器件进行控制而且模块也提供了丰富的关损耗等因素,逆变器的开关频率设置为。由于

。
保护措施提供振荡器倍锁相环电路,所以可以选择
运动反馈模块的外部晶振,产生最高的内部时钟频率。
除了使用方便的模块,还具有更适合电机的驱动、保护选用光电藕合器,具体的驱动电路
控制用的运动反馈模块。运动反馈模块的引人减少了测量控制反形式如图所示。
馈量所需要的外围电路,精简了电路设计,增加了系统的可靠性,

。不
而且软件控制算法实现也更加便捷
引的运动反馈模块具有以下功能叼

·。自月
三个独立的输人捕捉通道口
山
·。留一
灵活的周期和脉冲宽度测量操作模式端
·特殊霍尔传感器接口模块。
·输出到其他模块的特殊事件触发器。圈光电粗合器组成的驱动电路

·,
正交编码器接口。通过分压电阻检测直流母线电压该测量值由段的

,、。
商速的位转换器模拟输入端口读人以实现测量调节或控制功能温度检测采用温

,,。
的高速位转换器提供以下性能度传感器检测逆变器散热器的温度防止器件过热造成损坏温度

,
·每秒多达次的采样传感器的输出加模拟滤波器后作为温度测量信号连接到

。
·两采样保持输人端用于双通道同步采样咫的高速输人口进行数模转换输出电流使用交流

,。
·可选的同步或连续采样模式互感器进行检测而输出电压可以直接使用电阻分压进行测量利

,
·用于转换结果的字长数据缓冲器用适当阻值的取样电阻检测直流母线电流当逆变器发生过流或

,
·可选的数据采集时序短路时尺的端可以检测到电流过大而产生的过流

,,。
·
可选的外部转换触发器保护信号并关断输出实现对逆变器的硬件保护

,
·使用内部振荡器在休眠