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【逆变原创】12V500W逆变器设计和SPWM程序分享讨论
阅读: 30775 |  回复: 263 楼层直达

2015/09/03 16:23:06
1
zwcyqxzcx
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LV6
团长

QQ截图20160321155901  我是工程师第三季 携万元大奖强势回归


乘原创大赛的机会,我也来赶个巧,接触逆变器不久,主要得益于电源网逆变板块版主大侠们的精华牛帖,在此就不一一谢了,这次我来分享一个12V500W的正弦波逆变器,然后主要讨论一下双极性SPWM程序的设计(介绍查表法,主要是好理解),最后给大家分享我自己刚写的SPWM程序,频率可以调节,输出频率在10-200Hz可以调节(稳压算法暂时没写)这个帖子我将尽快抽时间写完。大家顶贴,楼层越高惊喜越多哦!

帖子安排:1.原理图分析

                  2.实物调试

                  3.程序分享讨论

申明:本帖子主要是一个逆变新手分享自己的学习成果和体会,很多东西都不成熟,还望大神们勿喷。谢谢!

          本人目前系学生,有什么不合理的地方请大家批评指出,本人虚心接受。


分享几篇本人收集论文

逆变电源设计最新的硕士学位论文

1.车载逆变电源的设计与开发.part01.rar 车载逆变电源的设计与开发.part02.rar 车载逆变电源的设计与开发.part03.rar 

  车载逆变电源的设计与开发.part04.rar  车载逆变电源的设计与开发.part05.rar 车载逆变电源的设计与开发.part06.rar

  车载逆变电源的设计与开发.part07.rar 车载逆变电源的设计与开发.part08.rar 车载逆变电源的设计与开发.part09.rar

2.智能风光互补逆变电源的设计_张家傲.part1.rar 智能风光互补逆变电源的设计_张家傲.part2.rar

3.500W车载逆变电源的研究与设计.part1.rar 500W车载逆变电源的研究与设计.part2.rar 500W车载逆变电源的研究与设计.part3.rar 

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  500W车载逆变电源的研究与设计.part7.rar

4.单相正弦车载逆变电源的设计_魏巍.part1.rar 单相正弦车载逆变电源的设计_魏巍.part2.rar

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5.基于DSP的高频逆变电源设计研究.part1.rar基于DSP的高频逆变电源设计研究.part2.rar基于DSP的高频逆变电源设计研究.part3.rar

  基于DSP的高频逆变电源设计研究.part4.rar基于DSP的高频逆变电源设计研究.part5.rar基于DSP的高频逆变电源设计研究.part6.rar

6.基于FPGA的SPWM逆变电源设计_范怀科.rar

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9.基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part01.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part02.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part03.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part04.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part05.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part06.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part07.rar基于矢量跟踪控制的单相逆变电源的设计与研究.part08.rar


来几篇浙大、南航逆变方面的硕士论文

1.2kW单相电力逆变电源系统的数字控制技术研究_周建.part1.rar2kW单相电力逆变电源系统的数字控制技术研究_周建.part2.rar

2.模块化逆变电源监控技术的研究_顾文明.rar

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4.500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part1.rar500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part2.rar500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part3.rar500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part4.rar500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part5.rar500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉.part6.rar

5.逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part01.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part02.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part03.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part04.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part05.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part06.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part07.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part08.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part09.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part10.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part11.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part12.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part13.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part14.rar逆变器优化设计和同步控制_张安羊.part15.rar

电源网-天边在2016-02-25打赏该贴 +5 电源币 打赏理由:好帖子

800mA快速超低压差线性稳压器 IO-Link数字输入集线器参考设计 具有高效休眠模式的 40V 300/600mA 降压稳压器
-40至85精密微功耗低压差电压基准 Sub-1GHz传感器到云工业物联网网关 宽输入电压、同步降压转换器恒定导通时间评估模块
-40至85 500mA低噪声低压差LDO 12V与24V无刷直流外转式电机设计 用于 RF/模拟电路的超低噪声、300mA 线性稳压器
2015/09/03 16:39:31
2
zwcyqxzcx
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LV6
团长

主电路设计采用了3对 IRF3205,当然国产的RU6099、HY1906也绝对是效果杠杠的,性价比高,本人都用它们做过BUCK电路。

变压器EE42卧式磁芯,出500W没有问题了,原边3T+3T,副边90T,副边辅助绕组分别为3T,4T。后级整流管用的RHRP8120

正好有现成的

另外,发现好多人不会功率器件的选型,分享一篇论坛版主XZSZRS版主的资料,纯干货:

逆变电源中功率器件的选型.pdf

很不错的东西,看了他以后你就不用愁逆变的功率器件怎么选型了,后面讲SPWM程序设

计的时候,还会给大家分享这位版主关于逆变电源SPWM调制的资料,大家也可以自己在

论坛上找找。

2015/09/09 14:47:37
50
szhbzhangping
电源币:1 | 主题帖:2 | 回复帖:10
LV3
排长
前级用6个3205太浪费了,我2个3205就做到400W,500W最多4个都够了
2015/09/09 14:51:25
52
zwcyqxzcx
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LV6
团长
保守点,裕量大,可靠。
2015/09/21 10:38:33
72
林浩7856
电源币:56 | 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长
要稳定拉  3205标准功率就是200w
2015/10/15 11:39:04
111
空军通信兵
电源币:0 | 主题帖:6 | 回复帖:199
LV7
旅长

多留点余量是对的,现在IRF3205很便宜,电子市场2--3块一片,淘宝上8毛钱就可以买到(可能有假货)

2015/10/15 11:47:32
112
zwcyqxzcx
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LV6
团长
8毛的绝对是假货,包括芯片什么的,我是怕了淘宝了,便宜绝对没有好货,还有驱动芯片芯片什么的不能买太便宜的。
2015/10/15 12:00:21
113
Rachelmi
电源币:83 | 主题帖:2 | 回复帖:674
LV9
军长
亿硕有,而且质量挺好!
2015/12/31 11:52:24
156
conan9527
电源币:6 | 主题帖:3 | 回复帖:2
LV2
班长
问下楼主,你是将400V直流逆变后再整流成400V直流吗,总觉得有点奇怪
2015/12/31 17:23:42
157
zwcyqxzcx
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LV6
团长
逆变电源是先升压再逆变的,从你这个问题可以看出你对逆变几乎不了解,建议从最基础的开始了解,比如推挽升压、SPWM、H桥原理,弄明白了就自然就知道了。
2016/01/04 09:07:00
158
conan9527
电源币:6 | 主题帖:3 | 回复帖:2
LV2
班长
我是刚开始搞逆变的,有好多不懂的,楼主神眼力啊,请多指教
2016/06/04 18:53:41
231
风中一匹草泥马
电源币:0 | 主题帖:3 | 回复帖:1
LV2
班长
不可以先逆变再用工频变压器升压吗?
2016/10/21 08:05:34
245
林浩7856
电源币:56 | 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长
肯定不是的   低压转换成高压 整流后 供给低频桥
2016/03/10 12:13:16
217
sunquanliang
电源币:0 | 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
好好地补补课,学习学习!
2016/04/26 17:31:49
224
erdao
电源币:1 | 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
厉害
2016/07/13 16:25:59
234
LLtry
电源币:0 | 主题帖:1 | 回复帖:2
LV1
士兵

大神,你好!!!我想请教你一个问题。

我做的也是逆变器。我用的是msp430f149单片机。可是经过逆变器之后的波形是这样的。我的载波频率是10khz。计数周期是376.。怎么样才能将这个尖峰消除掉???

如能告知,小弟感激不尽。

2016/09/19 22:45:29
243
jin友
电源币:0 | 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
大神 我现在也想用msp430f149来实现直流转交流,但现在还有很多地方不懂,能加下你的QQ请教一下吗,我的QQ是1351454234
2016/11/29 16:51:33
248
YJHRMB
电源币:41 | 主题帖:12 | 回复帖:124
LV5
营长
感谢分享。mark
2015/09/03 16:45:48
3
zwcyqxzcx
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LV6
团长

前级驱动,我就不多说了,SG3525论坛上电路一大把,后面用了三极管图腾放大推拉电流,当然也可以使用TC4427/TC4428之类的驱动芯片

驱动电流大,速度也快,开关损耗小,当然成本是相当高的,此处用三极管搓搓有余,毕竟IRF3205/RU6099/HY1906这些管子都特别好推动

前级驱动电路如下

2015/09/04 11:50:31
18
zwcyqxzcx
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LV6
团长

H桥,功率管460,现成的

2015/10/09 12:36:11
84
zwcyqxzcx
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LV6
团长

主板PCB Layout

2016/09/02 17:31:41
239
江虹TIAN
电源币:3 | 主题帖:3 | 回复帖:14
LV3
排长
我马上搞直流12V  变交流110v,功率400 W 最大600W,还带光伏充电,能给点见意,变压器线芯用多大为好
2016/09/06 15:55:26
240
江虹TIAN
电源币:3 | 主题帖:3 | 回复帖:14
LV3
排长
大家都出来说说啊,不要潜水
2016/10/19 09:26:34
244
张非哦哦
电源币:0 | 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长

你好,我现在也在做一款带光伏充电的,可以交流交流!

2015/09/09 14:50:14
51
szhbzhangping
电源币:1 | 主题帖:2 | 回复帖:10
LV3
排长

看看400W SPWM  2个3205 

2015/09/09 14:56:00
53
zwcyqxzcx
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LV6
团长
可以长期带载400W吗?我觉得可靠性和稳定性是第一位的。
2015/09/21 10:39:46
73
林浩7856
电源币:56 | 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长
支持这个     稳定和发热少才好
2015/12/05 13:46:52
150
水乡电源
电源币:12 | 主题帖:7 | 回复帖:367
LV8
师长
2016/10/21 08:06:38
246
林浩7856
电源币:56 | 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长

一般国产的逆变器  功率都虚标的厉害   200w标400w

2015/09/03 16:51:00
4
zwcyqxzcx
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LV6
团长

然后就是后级驱动啦!用了三种方案:

1.用的屹晶微电子的EG8010成品驱动板 EG8010 驱动板(闭锁).pdf

2.PIC单片机的后级驱动板  后级驱动

3.STC15W4K58S4单片机的驱动板(用最小系统搭的,正在调试闭环,变频)

2015/09/03 22:08:06
6
黑夜11
电源币:51 | 主题帖:18 | 回复帖:152
LV5
营长
,主要来看你算法的,搞了半天用8010了
2015/09/04 09:43:08
7
zwcyqxzcx
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LV6
团长
接下来后面会写的
2015/12/07 15:00:31
151
Rachelmi
电源币:83 | 主题帖:2 | 回复帖:674
LV9
军长
恩恩
2015/09/04 10:33:28
11
WenQunElec
电源币:8 | 主题帖:15 | 回复帖:10
LV3
排长
楼主说查表法,应该不麻烦吧,重点是怎么变频吧,希望楼主分享一下。
2015/09/04 10:59:35
12
zwcyqxzcx
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电源币:908 | 主题帖:14 | 回复帖:198
LV6
团长

对查表法,双极性SPWM,变频其实简单,我用的STC15单片机,内置6路15位硬件PWM,他们共用一个计数器,这就为灵活的设置死区带来了

方便,同时如果单纯的变频率50Hz和60Hz,用最愚蠢的方法就是取两组数组分别对应这者两个不同频率,通过按键进行切换,另外就是通过单

片机自己计算出对应频率所需要的数组,通过键盘输入所需要的频率,范围有一定限制,这里面就有一个计算关系,它与单片机的工作频率,正

弦表的最大值等有关,当然首先是要熟悉STC14W4K的PWM工作机制。

2015/09/04 22:13:41
26
WenQunElec
电源币:8 | 主题帖:15 | 回复帖:10
LV3
排长

我用STC12写过SPWM,没有设置死去,程序执行的延时自己就有死区,我的单极性的RC滤波后是半波,看来还是15系列单片机好用。那么多PWM,精度也高。

2015/09/04 22:16:21
27
zwcyqxzcx
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电源币:908 | 主题帖:14 | 回复帖:198
LV6
团长

嗯,STC12要用定时器,麻烦,直接STC15W4K(注意要是STC15W4K系列),很方便的,而且速度最高可以跑到30多M了,有人用它作四轴飞行器。

2016/06/13 22:33:41
232
电源插头
电源币:2 | 主题帖:13 | 回复帖:14
LV3
排长
楼主改变频率的方法是改变载频了么?可以做到1hz么?
2015/09/04 10:27:31
9
Chash
电源币:24 | 主题帖:4 | 回复帖:25
LV3
排长
楼主不是用单片机的吗?
2015/09/04 11:29:06
17
zwcyqxzcx
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电源币:908 | 主题帖:14 | 回复帖:198
LV6
团长
EG8010有,单片机也有的。
2015/09/09 02:20:33
48
sunny503
电源币:0 | 主题帖:0 | 回复帖:6
LV1
士兵
支持单片机源码开源共同研究一起改善探讨,只懂硬件维修组装调试的我只可惜单片机编程这一环节还在自学入门
2015/09/13 10:43:46
61
zwcyqxzcx
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LV6
团长

搞电源的硬件设计才麻烦,单片机不难的,现在开发板又便宜,买块开发板,

自己学,基本上就是GPIO、Timer、Interrupt、Key、PWM、ADC、DAC、

然后就是各种通信协议(IIC,SPI,UART,485,CAN等),天下所有单片

机都如此。当然涉及到算法那就得另外下一番功夫了。

2015/09/21 21:47:07
76
liaodeqing18
电源币:29 | 主题帖:11 | 回复帖:62
LV4
连长
有pic高清图吗
2015/09/21 21:49:41
77
liaodeqing18
电源币:29 | 主题帖:11 | 回复帖:62
LV4
连长
有pic高清图吗?多谢
2015/09/23 17:28:18
78
Rachelmi
电源币:83 | 主题帖:2 | 回复帖:674
LV9
军长

看到图了么

2015/09/23 19:42:07
79
liaodeqing18
电源币:29 | 主题帖:11 | 回复帖:62
LV4
连长

看不清

2015/09/03 16:56:51
5
zwcyqxzcx
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LV6
团长
没人来顶帖子,没有写下去的动力了,我先准备一下硬件与仪器,准备调试,然后上波形。
2015/09/04 10:26:40
8
Chash
电源币:24 | 主题帖:4 | 回复帖:25
LV3
排长
期待楼主继续更新!学习!
2015/09/04 10:30:01
10
WenQunElec
电源币:8 | 主题帖:15 | 回复帖:10
LV3
排长
楼主继续,上波形,程序哦~~~
2015/09/04 11:15:46
13
zwcyqxzcx
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LV6
团长

MOS管D级波形图:

2015/09/04 17:04:35
21
Chash
电源币:24 | 主题帖:4 | 回复帖:25
LV3
排长
带了多大的负载?
2015/09/04 21:41:40
22
zwcyqxzcx
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电源币:908 | 主题帖:14 | 回复帖:198
LV6
团长
半载,只有12V20AH的电瓶。没有更大的了。
2015/09/21 10:40:05
74
林浩7856
电源币:56 | 主题帖:6 | 回复帖:33
LV4
连长
有毛刺啊
2015/09/21 10:44:48
75
Rachelmi
电源币:83 | 主题帖:2 | 回复帖:674
LV9
军长
哪里?
2015/10/13 12:36:37
97
Chash
电源币:24 | 主题帖:4 | 回复帖:25
LV3
排长
这个是可以接受的,开通时有点电压尖峰。
2015/10/13 12:43:44
98
zwcyqxzcx
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LV6
团长
这个和布线、变压器漏感还是有关系的,这种尖峰是可以接受的,管子也不危险。
2015/09/04 11:18:57
14
zwcyqxzcx
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LV6
团长

输出电压:

2015/09/04 11:21:25
15
zwcyqxzcx
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LV6
团长

输出波形:

2015/09/04 11:22:23
16
zwcyqxzcx
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LV6
团长

下面开始讨论后级SPWM

先说说原理吧(借鉴一下XZSZRS大师的PPT):

我后面用STC写的代码,就和上面的波形一样,四个管子都工作在高频开关状态。当然可以根据需要自己改。

2015/09/04 16:58:07
19
zhousisiwuqing
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LV3
排长
期待楼主更新!!!
2015/09/04 17:00:16
20
zwcyqxzcx
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LV6
团长

马上开始更新啦~ 这个是程序源代码(不带闭环,两路双极性SPWM输出,可以变频20-80Hz)

SPWM(20-80Hz变频非闭环).rar  调试时用RC低通滤波器(10K电阻104电容)可以将双极性SPWM滤成正

弦信号,频率也是相应设置的频率,这就方便了我们调试,不必非要上H桥试机,如果是单极性的,1路SPWM

滤波后就是半波。

接下来贴出的代码是双极性SPWM,我同学写的,主要是PWM初始化和中断函数。

2015/09/04 21:47:15
23
zwcyqxzcx
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团长

为了方便阅读,我添加了详尽的注释,其实就是看手册配置寄存器。

上面是PWM的一些基本配置,变频,中断,都会调用它的。是最关键的一个函数。

2015/09/04 21:49:40
24
zwcyqxzcx
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团长

下面是比较关键的中断控制,靠它装载正弦表。

2015/09/04 21:52:47
25
zwcyqxzcx
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团长

这是源文件:这个提高了载频(20KHz),优化了计算量,可以变频到200Hz,大家也可以试着把它优化到400Hz去,开环的,我之前做的BOOST前级,在前级闭环的。后级就开环了。

到此,STC单片机输出SPWM最关键的两个函数已经全部贴上。接下来稳压什么的我也在调试当中,需要的可以自己调试,AD采样,PI闭环。大家一起讨论。

2015/09/05 10:58:46
28
zwcyqxzcx
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LV6
团长
大赛到今天结束了么,我的帖子好像都没人知道的样子~桑心
2015/09/05 11:13:58
29
xzszrs[荣誉版主]
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LV10
司令

不错!我顶你,我觉得大赛可以结束,但是学习和分享技术是我们永远的追求。

2015/09/05 14:34:04
30
zwcyqxzcx
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LV6
团长

来这个论坛快一年了,那时候学校比赛找逆变资料发现这个论坛,纵观本坛,版主无论是为人还是技术都是我今后一段时间内学习的典范!没有阿谀奉承之意。

2015/09/05 14:56:45
31
lizlk
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LV10
司令

强烈支持!

这个帖子含金量很高啊!楼主还没有出学校,就有这般能力,看起来是栋梁之才!

2015/09/07 22:12:48
42
zwcyqxzcx
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LV6
团长
谢版主厚爱,实在言重了,新能源领域版主是我的偶像。努力学习中...
2015/09/08 21:03:06
47
lizlk
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LV10
司令
谦虚了,你这个SPWM很有代表意义,不知道你的实现思路是什么,期待详细讲解!
2015/09/09 09:29:10
49
电源网-娜娜姐
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LV10
司令

确实,帖子含金量确实很高,楼主还没毕业,很厉害啊。


另外补充一句,逆变原创活动延到10.10  楼主加油!

2015/09/09 21:54:07
56
zwcyqxzcx
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LV6
团长
多谢娜姐,开学了,学业比较繁,我会抽时间尽快更新!
2015/09/05 22:45:53
34
黑夜11
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LV5
营长

看了半天还是没有稳压部分啊,

这样稳压你看怎么样?

主函数:

if(ADC_Voltage>600) if(ADC_Voltage-600>10) pwm_error=(float)((1023-ADC_Voltage)/620);

                                else ADC_Voltage=598;

else if (ADC_Voltage<596)if(596-ADC_Voltage>10) pwm_error=(float)((1023-ADC_Voltage)/620);

                                else ADC_Voltage=598;

else  ADC_Voltage=598;

中断里:  pwm值=正弦表*pwm_error;

2015/09/07 22:20:23
43
zwcyqxzcx
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LV6
团长

这样稳压不好,大信号动态响应不行,用PI调节器吧,我之前用STC的10MIPS的单片机做过数字电源(功率很小,开关频率50KHz,满载阶跃响应1.5ms),调PI参数,这样才能保证大信号时的动态。(具体的我也在调试,数字控制不好弄,容易炸,本人也是新手)

2015/09/13 21:53:37
63
皇甫仁和
电源币:63 | 主题帖:3 | 回复帖:122
LV5
营长
现在我想不明白的就是在逆变过程中怎么实现闭环调节,是调节SPWM的调制度还是调节什么呢?我现在能想到的就是调节调制度了。
2015/09/15 08:55:35
64
zwcyqxzcx
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LV6
团长
当然是改变调制度。
2015/10/09 20:57:37
88
zwcyqxzcx
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LV6
团长

STC15系列单片机性价比还是不错的,容易使用,数据手册也详细,虽然错误不少。就是有点贵。

2015/10/15 21:39:01
117
zwcyqxzcx
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LV6
团长
下面更新PID闭环。
2015/10/09 20:59:22
89
zwcyqxzcx
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LV6
团长

      对于这个SPWM,大家首先要明白STC15W系列单片机的SPWM工作机制,这点很重要。单片机带6通道15位的硬件PWM,各路PWM周期相同,输出占空比独立可调,并且输出始终保持同步,输出相位可设置(方便做三相逆变),并且可以方便设置死区时间,尤其是驱动桥式电路死区时间至关重要,虽然没有专门的死区设置寄存器,但可以通过设置PWM占空比来达到设置死区的目的。

      SPWM输出:当内部15位计数器一旦运行,就会从0开始在每个PWM时钟到来时加1,其值线性上升,单计数到与15位周期设置寄存器【PWMCH , PWMCL】的值相等时,内部PWM计数器归零并且产生中断,称为“PWM归零中断”,值得注意的是这个周期寄存器里面的值决定了SPWM的载频,比如单片机晶振是24M,如果你周期寄存器设置的值是1200,也就是计数1200个时钟周期就归零一次,那么SPWM的载频就是24000000/1200=20000KHz,也就是20K的载频,这个是可以接受的,如果你把周期设置为2400,此时载频就变成了10K了,这个时候需要的电感就比较大了,所以我们设置周期为1200,载频20K,然后开始取正弦表,这个正弦表的值的范围就是由PWM周期决定的,如果你的周期是1200,那么正弦表的最大值就不能超过1200,实际最大取1100是比较合适的,我试了正弦表最大取1200时是无法输出的,也就是说单片机不能输出100%占空比,取1100时母线电压利用率可以达到:1100/1200=91.7%,是可以接受的,现在我们可以通过正弦表控制SPWM脉冲了,下面说说怎么控制频率,这个简单。

      频率控制,由上面可以知道,20KHz的载频已经确定了,而且很精确(精确度有晶振决定,而晶振大家都知道,频率稳定度是相当高的),基本就是20KHz,也就是说1秒钟输出20000个PWM波,如果我们单纯的输出固定占空比的PWM是相当简单的,就是给控制脉宽的寄存器一个固定的值,比如周期寄存器是1200,那么你给脉宽控制寄存器600,那么占空比就是50%,那么怎么才能让他1秒钟输出50个正弦波呢?也就是50Hz的正弦波输出,其实就是让正弦表执行50次呗,因为执行一次正弦表就输出一个正弦波啊,正弦表就是离散的正弦信号,所以正弦表应该取的个数也就确定了,因为载频20000Hz,所以正弦表长度为400,每执行一次输出一个正弦波,输出50次,刚好:400*50=20000Hz,这下豁然开朗了吧。而且频率精度绝对高!50Hz就是50Hz,绝对不会出现49Hz和51Hz,理解了这点,这下要调节频率就简单了吧。

正弦表格生成:正弦表计算.xls

2015/11/26 17:16:07
147
阴霸的皇子
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LV2
班长
请问,正弦表是怎样控制SPWM脉冲的?
2015/11/27 11:10:44
148
zwcyqxzcx
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LV6
团长
每个正弦表的值对应一个SPWM脉冲,
2017/01/04 17:02:19
253
zhouhuyin
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LV1
士兵
那位大仙,能用这个片子搞个3相的SPWM啊
2015/09/05 15:23:06
32
haojiaxuan
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LV2
班长
您好,我做的单相全桥逆变输出加RC滤波波形完美,但加上LC滤波波形畸变严重,您知道这是什么原因吗
2015/09/05 15:30:37
33
zwcyqxzcx
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LV6
团长

你加RC滤波可以带负载吗?不能带载吧,用RC仅仅是验证你的SPWM程序可行性,如果你用RC可以滤出来的话,说明程序应该没问题。可能就是你的电感电容参数不对。

我之前的经验是电感小了滤不干净(轮廓有,高频分量多),电感大了直接滤过了,或者波形畸变(截止频率太低,LC是两个极点的二阶滤波器),也可以改变电容,还有就是你的载频是多少赫兹?低了的话,需要感量超大的,一般至少20KHz左右吧。我之前搞过10KHz的载频,电感比平时大得多。

2015/09/06 13:50:45
35
jag6510
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LV3
排长
2015/09/06 14:25:22
36
chen2011qian
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LV7
旅长

看来楼主可是高手哦!

2015/09/06 19:29:53
39
haojiaxuan
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LV2
班长
您好,我的H桥加RC滤波,波形如下所示

但加了LC的话波形如下所示:

而且运行时间长的话会驱动会保护

2015/09/07 22:25:52
44
zwcyqxzcx
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LV6
团长
减小电感试一下吧。
2015/09/13 18:41:16
62
小黑猪
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LV2
班长
你把你加的RC以及LC参数给一下,我怀疑你选的LC滤波器带宽偏大。
2015/11/20 17:39:19
145
Mdriver
电源币:0 | 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
厉害!
2015/11/23 14:46:23
146
Rachelmi
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LV9
军长
看来很有收获哇~
2015/09/24 13:18:23
80
Rachelmi
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LV9
军长
哎呦喂,来顶贴了哈~
2015/09/06 14:45:51
37
电源网-娜娜姐
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LV10
司令
楼主哪个大学的啊,许多网友说,原来赛期的时间短,来不及准备,所以逆变原创参赛时间延期到10.10了,楼主加油哈!
2015/09/06 17:43:27
38
zwcyqxzcx
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LV6
团长
好的。
2015/09/07 10:08:47
41
chen2011qian
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LV7
旅长

楼主继续讲课小弟在线听课。

2015/09/07 22:27:05
45
zwcyqxzcx
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LV6
团长
不敢,我会尽量分享我会的东西。我也是菜鸟。
2015/09/09 18:00:14
55
Rachelmi
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LV9
军长
楼主加油,挺你啊
2015/09/07 09:29:54
40
QQ3259255725
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LV1
士兵

进来学习下

2015/09/08 11:02:16
46
zwcyqxzcx
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LV6
团长
共同学习
2015/09/10 13:32:44
59
chen2011qian
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LV7
旅长
帮楼主顶起!听课中!!!!!!!!!!!!
2015/09/10 13:54:10
60
Rachelmi
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LV9
军长
2015/09/09 17:06:27
54
爱小受的小胖
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LV3
排长
顶顶顶!!!学习中。
2015/09/10 09:58:43
57
szg001
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LV4
连长
做个记号先,有时间再折腾一下,
2015/09/10 13:09:04
58
Rachelmi
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LV9
军长
也要做?
2015/09/15 22:44:32
65
陌路追梦
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LV6
团长
真羡慕你们,有技术又有设备还有经费,我连英文都不懂更别说编程了。哎!没文化真可悲呀!
2015/09/15 23:05:33
66
zwcyqxzcx
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团长
技术自己学,设备学校的,编程不需要会英文。
2015/09/16 08:39:24
67
陌路追梦
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LV6
团长
不会吧?编程不需要懂英文?看你们写的都是英文呀!
2015/09/16 17:18:13
68
Rachelmi
电源币:83 | 主题帖:2 | 回复帖:674
LV9
军长
代码。。。。
2015/09/16 18:59:10
69
陌路追梦
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LV6
团长
有没有快速入门的小窍门???数学方面基本等于零!!!
2015/09/16 20:58:01
70
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团长

数学不会影响你成为一个研发工程师,PCB Layout、Coding都与数学没有关系,但是要成为一个

技术过硬、创新能力强、高效率的工程师、还是需要一点数学知识的,比如做电源的最好要懂控

制理论、如果要搞学术研究没有数学就寸步难行了(大家不要看扁教授专家们,大家用的用的拓

扑、控制思想什么的都是专家们率先研究从实验室走向企业走向应用的)。一个学生的一点感受而已。

2015/09/16 21:25:41
71
chen2011qian
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LV7
旅长
很经典的话语!值得学习!
2015/09/25 19:27:36
81
lsq神秘人
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排长
很棒很棒,年轻人的榜样,中国人的榜样
2015/09/28 13:46:41
82
Rachelmi
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LV9
军长
很高的评价了
2015/10/01 00:07:33
83
Chash
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LV3
排长
楼主继续更新啊~
2015/10/09 20:21:49
86
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团长

      我大致说说我写程序吧,稳压暂时没写主要是没时间况且我的主业不是做电源的,我是学通信的,以后估计也不会入行电源的,做逆变纯属爱好,我还喜欢功放DIY。之前有玩过数字电源,当时用的就是位置式PID算法稳压,这个关键是要处理好AD采样和PI参数的调试,而且不用DSP的话,很难跑到多高的频率,毕竟AD采样率有限,大家都知道奈奎斯特采样定理,开关频率一般取一半采样率,而实际最多取四分之一吧。

      回归正题,对于这个SPWM,大家首先要明白STC15W系列单片机的SPWM工作机制,这点很重要。单片机带6通道15位的硬件PWM,各路PWM周期相同,输出占空比独立可调,并且输出始终保持同步,输出相位可设置(方便做三相逆变),并且可以方便设置死区时间,尤其是驱动桥式电路死区时间至关重要,虽然没有专门的死区设置寄存器,但可以通过设置PWM占空比来达到设置死区的目的。

2016/02/14 00:32:05
173
汕头轩阁
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LV2
班长
楼主我也是电子爱好者!音响爱好者!请问联系方式或者加我qq792066667
2015/10/09 20:50:51
87
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团长

       SPWM输出:当内部15位计数器一旦运行,就会从0开始在每个PWM时钟到来时加1,其值线性上升,单计数到与15位周期设置寄存器【PWMCH , PWMCL】的值相等时,内部PWM计数器归零并且产生中断,称为“PWM归零中断”,值得注意的是这个周期寄存器里面的值决定了SPWM的载频,比如单片机晶振是24M,如果你周期寄存器设置的值是1200,也就是计数1200个时钟周期就归零一次,那么SPWM的载频就是24000000/1200=20000KHz,也就是20K的载频,这个是可以接受的,如果你把周期设置为2400,此时载频就变成了10K了,这个时候需要的电感就比较大了,所以我们设置周期为1200,载频20K,然后开始取正弦表,这个正弦表的值的范围就是由PWM周期决定的,如果你的周期是1200,那么正弦表的最大值就不能超过1200,实际最大取1100是比较合适的,我试了正弦表最大取1200时是无法输出的,也就是说单片机不能输出100%占空比,取1100时母线电压利用率可以达到:1100/1200=91.7%,是可以接受的,现在我们可以通过正弦表控制SPWM脉冲了,下面说说怎么控制频率,这个简单。

       频率控制,由上面可以知道,20KHz的载频已经确定了,而且很精确(精确度有晶振决定,而晶振大家都知道,频率稳定度是相当高的),基本就是20KHz,也就是说1秒钟输出20000个PWM波,如果我们单纯的输出固定占空比的PWM是相当简单的,就是给控制脉宽的寄存器一个固定的值,比如周期寄存器是1200,那么你给脉宽控制寄存器600,那么占空比就是50%,那么怎么才能让他1秒钟输出50个正弦波呢?也就是50Hz的正弦波输出,其实就是让正弦表执行50次呗,因为执行一次正弦表就输出一个正弦波啊,正弦表就是离散的正弦信号,所以正弦表应该取的个数也就确定了,因为载频20000Hz,所以正弦表长度为400,每执行一次输出一个正弦波,输出50次,刚好:400*50=20000Hz,这下豁然开朗了吧。而且频率精度绝对高!50Hz就是50Hz,绝对不会出现49Hz和51Hz,理解了这点,这下要调节频率就简单了吧。

2015/10/12 20:31:48
94
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楼主,您好!

帖子一直关注着,这次抽了点时间过来研究一下,有几个问题想跟你请教一下:

1、24M晶振以1T模式计数1200,得到的频率为20KHz,也就是50us,即载波频率。400的来由应该是为了产生50HZ(即20ms)的波形,是吧?而你说“每执行一次输出一个正弦波,输出50次”我挺费解的,应该是400次吧?

2、最近也是研究了一下这个正弦取值表,还是不懂正弦表的取值。我的理解是,正弦值除以一个固定的值就产生SPWM了,但是幅值不是1200么,为什么正弦值超过了1200,难道正弦值应该为1200+1150?

2015/10/13 10:48:10
95
zwcyqxzcx
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LV6
团长

1.可能我表述的不太清楚,这样说吧,每执行一次正弦表的400个数值,输出一个正弦波,因为这个数组描绘出来就就是一个离散的正弦波,50us输出一个点,20ms输出400个点组成一个正弦波,也就是50Hz。

2.取值问题,主要受到你的PWM周期决定,如果你的周期是1200,那么,你正弦表的最大值就不能超过1200,取1200时,占空比为100%(这是理想情况,实际要小一点,单片机不能输出100%占空比),这种情况下,你用正弦表取值时就可以选中间值600,幅度550,那么最大值就不会超过1150,这个是比较合适的,此时母线电压利用率为1150/1200=95.8%,如果此时晶振是24M,PWM周期是1200个机器周期(单片机工作于1T模式时,机器周期等于时钟周期),那么此时的SPWM经过滤波就可以输出50Hz的正弦波了。

有什么观点欢迎继续交流~

2015/10/13 14:38:11
99
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楼主,谢谢您的回复。对于第1个问题,您这样回复,那与我的理解一样了。

不过对于第2个问题,我还是有一点疑惑。主要是被你给的正弦表给弄晕了。你给的正弦表中,幅度为1150,即对应交流0V点。正弦表表中正弦值最小为70,即对应交流波谷,-311V点;正弦表表中正弦值最大为2370,即对应交流波峰,+311V点。1150-70=1080;2370-1150=1220,怎么看都不对称呀!我想问,如果按照你给定的正弦表里面的正弦值进行编程的话,还是按照24MHz/1T模式,周期设定多少?

恕我Excel没学好,你这正弦表是怎么做出来的,能否传授方法?

在此再次感谢楼主的开源

2015/10/13 17:32:50
100
zwcyqxzcx
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LV6
团长

那个正弦表你不要去管他,Excell就是写数学公式,自己学一学就可以,我现在给你一个软件:spwm_calc_v1.3.2.rar

你用它来产生正弦表吧。如下图:

写程序的时候注意考虑死区时间,有什么不明白的可以继续交流,不对的地方也请指正,我按照这个思路写的程序

是可以运行的正常并且逆变也没有问题的,变频也试过,暂时没问题,但是仅供参考。比较业余,我不是搞电源的

我是学通信的,业余爱捣鼓这些。

2015/10/13 19:44:34
102
asimilar
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LV4
连长
好吧,只能这样了。不过多谢楼主了哦,我私信你了,加一下QQ以后有机会交流一下心得。
2015/10/14 18:11:35
105
tangze
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LV2
班长

楼主你好,我也是刚刚接触逆变,看了你的贴子,有几个问题想请教你一下,可能我的问题对你们来说比较低级,请别见怪。

1。产生一个完整的交流正弦波形 要在程序中定义一个大小为400个数据的数组,数据的变化趋势为: 从0慢慢上升到1200再慢慢下降到0共200个数据,这样正半波的SPWM就出来了,然后数据再从0慢慢降到负的1200再慢慢上升到0共200个数据,这样负半波的SPWM也出来了,这样刚刚好400个SPWM。

但那个正弦表生成器上,为什么要有一个中值呢,它有什么作用呢? 正是有了中值后第一个SPWM值就为600了,那这个占空比就是(600/1200)=50%.

但交流正弦波开始时是过零点,从零开始的,电压应该很低,SPWM的占空比就应该很小很小,为什么一开始就50%的占空比呢?

2。交流正弦波上下半波的波形是对称的,其实只要取半个波形的数据(200个),在H桥中每当200个SPWM数据用完之后就换另外一组对管,还是用这200个SPWM去驱动,这样一来正负半波都能输出了,这样程序中就可以节省空间,只要定义一个大小为200个数据的数组就够了

3。这个正弦表生成器里面应该有一个公式才能生成数据,它的公式和上面发的那个excel 里面的公式是一样的吗

4. excel 中 公式是:=ROUND(B3*SIN(A3*PI()/100)+B3,0)+C3 这是一个四舍五入函数,我知道,只是"PI()"是什么意思呢

2015/10/14 20:38:33
106
asimilar
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LV4
连长

我来替楼主回答吧!

1、单片机产生的一个方波的周期为20KHz,即50us,那么把这个20KHz的脉冲波变为50Hz,即20ms的话,需要多少个20KHz的方波呢?答案是20ms/50us=400个。

2、为什么要有中值?答案很简单,因为单片机供电为0~5V,不是-5V~+5V。所以就将y=sinx改为y=sinx+a,其中a就为中值了。

3、对于一开始就为50%,是因为PWM调制方式为BSPWM,即双向脉宽调制,和第2调理解一样。

2015/10/15 08:40:59
107
zwcyqxzcx
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LV6
团长

取400个数是必须的,这个是由由单片机的晶振、PWM周期、以及你要输出的正弦波频率决定的,此处单片机晶振24M,PWM周期1200个机器周期,那就必须要取400个点,24000000/1200=20000Hz(这个是PWM频率),20000/400=50Hz(400个重复一次输出,刚好50Hz)。

至于正负半波怎么反相这个问题就要结合H桥来理解了,你可以看看下面这个图,把时序搞明白,双极性调制和单极性调制是很不一样的,双极性是以PWM周期,Q1,Q3/Q2,Q4交替导通的,而单极性是以SPWM为周期,Q1,Q3/Q2,Q4交替导通的。

2015/10/15 09:53:57
108
Rachelmi
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LV9
军长
略懂~
2015/10/15 10:09:35
109
tangze
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LV2
班长
楼主你好,Q1,Q3/Q2,Q4交替导通,虽然Q1,Q3的导通时间多,Q2,Q4的导通时时间少,即使是Q2,Q4的导通时时间少,也会产成小量的负半波的电压啊,我画了图,请看一下 

(Q2,Q4导通时的产生的Uo波形也是有弧度的,我上面画的是直线,将就一下) 是不是因为Q2,Q4的导通时时间少 最后滤波时 把小量的负半波的电压给滤掉了

2015/10/15 11:09:12
110
zwcyqxzcx
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LV6
团长

你的理解不对。下面这个图的意思你明白吗?

你再多看看107楼的那个图,Q1和Q3决定了正半周波形,Q2和Q4决定了负半周波形(正负半周电流方向不同的,你要对着H桥仔细分析,对着时序和H桥电路去分析)。当然上面的图中只画了几个PWM脉冲,只是示意一下而已。你自己再梳理一下思路。

给你一份xzszrs版主的演讲资料,很详细很全面,你认真看一看就会豁然开朗的,不明白的可以继续交流。

正弦波逆变器中的SPWM调制简介.pdf

2015/10/15 21:50:19
118
zwcyqxzcx
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团长

这几天试了一下PID闭环,用的是位置式PID算法,效果还不尽如人意,没时间弄,先介绍下PID算法的原理,大家一起努力!

一、原理介绍:PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点,是迄今为止最稳定的控制方法。它所涉及的参数物理意义明确,理论分析体系完整,因而在工业过程控制中得到了广泛应用。在计算机控制系统中,使用的是数字PID控制器,数字PID控制算法通常又分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。

二、几个公式,这是PID算法的精髓,最好理解了,你才会明白你调节每个参数的物理意义。

三、PID调节器各校正环节的作用

1、比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差。

2、积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI,TI越大,积分作用越弱,反之则越强。

3、微分环节:能反应偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。

2015/10/15 21:57:09
119
zwcyqxzcx
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LV6
团长

很重要的几个公式结论,最好理解。

一、数字PID控制器的差分方程

二、常用的控制方式

三、位置式PID算法思想

下面分享位置式PID算法的C语言代码描述

我用的是PI控制,省略了微分环节,STC15单片机运算起来有点吃力

2015/10/15 22:07:49
120
zwcyqxzcx
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LV6
团长

PID参数初始化

下面是:PID算法C语言描述,其实和误差放大器的理解一样,AD采样值与程序参考作比较,然后调节使得误差达到最小,当然这种调节方式的动态响应一定要好、快、准。

下面是AD初始化

下面是AD采样结果读取

2015/10/20 10:52:08
127
lizlk
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LV10
司令

PI的控制带宽是多少呢?

2015/10/21 11:30:29
138
zwcyqxzcx
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LV6
团长
回版主,这个我没有关注,我只知道带宽是越大越好,我我觉得现在采样的处理和PI参数遇到了问题,效果不好,经常莫名烧东西我就纳闷了,玩不起了。。。
2015/10/30 16:39:22
140
gbj2
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LV3
排长
虽然你贴源文件,还不如不贴
2015/10/30 16:56:24
141
Rachelmi
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LV9
军长
怎么说
2015/10/15 22:23:46
121
zwcyqxzcx
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LV6
团长

PID的调试过程中,应注意以下步骤:

1、 关闭ID,也就是设为0,加大P,使其产生振荡;

2、 减小P,找到临界振荡点;

3、 慢慢加大I,使其达到目标值;

4、 看超调、振荡和稳定时间是否吻合要求;

5、 针对超调和振荡的情况适当的增加一些微分项;

先到这里。

2015/10/20 14:57:06
128
tianyao9393
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LV5
营长
楼主这样写不对,就算写对了,也稳不住
2015/10/20 16:00:17
129
zwcyqxzcx
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LV6
团长
确实是问题多多,AD采样,归一化处理后,调制度不好控制,总是出莫名其妙的问题,已经烧毁了不少管子了,驱动也跟着烧,烧一片就可以在学校吃顿饭了,实在没有资金,这个项目得先搁置了。
2015/10/20 16:11:45
130
zwcyqxzcx
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LV6
团长
我之前用这个类似的方法做过小功率BUCK,300KHz的AD采样,50KHz的开关频率,把一个12V的电源适配成9V的路由器电源,用在学校实验室里的路由器上,初衷主要是学习PID控制,改天发出来和大家给点意见, 效果还算可以,动态也可以,空载到满载阶跃扰动也就2ms恢复。对于这个逆变稳压PI肯定是要用的,处理思路我觉得还是有问题,主要是我一个人闭门造车没经验。对于这个逆变稳压您有什么好的建议吗?
2015/10/20 16:18:09
131
tianyao9393
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LV5
营长
http://www.dianyuan.com/bbs/1517015.html                      看看我帖子,
2015/10/20 17:02:21
132
Rachelmi
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LV9
军长
好的
2015/10/21 08:19:13
133
tianyao9393
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LV5
营长
你的采样是峰值采样吧,或者整流输出采样,前者没你想得那么简单的,
2015/10/21 10:46:14
134
zwcyqxzcx
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LV6
团长
整流输出采样,其实有稳压效果,就是还需要完善。
2015/10/21 11:02:12
135
tianyao9393
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LV5
营长
哥,稳压效果不能光看带载的电压来判断。
2015/10/21 11:22:57
137
zwcyqxzcx
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LV6
团长
这我就不明白了,稳压不看输出电压看什么?就是输入变的时候,输出尽可能稳定,而且是要尽可能快的稳定。我现在轻载时(稳压电源输出能力有限最大10A),改变输入(10-14V),输出电压的波动已经有改善了,因为调制度的范围我做了限制,稳压范围有限。现在面临的问题是如何将采样最真实的反应输出也就是采样的处理,其次就是PI参数。
2015/10/21 11:19:56
136
Rachelmi
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LV9
军长
您怎么看
2016/01/07 20:08:29
160
Nocturne_in_C
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LV2
班长
楼主可以试试增量式PID,位置式PID输出直接对应对象的输出,因此对系统影响较大。
增量式PID输出的是控制量增量,如果计算机出现故障,误动作影响较小,而执行机构本身有记忆功能,可仍保持原位。
2016/01/08 09:13:14
161
Rachelmi
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LV9
军长
偶道理
2017/01/05 23:50:27
255
yadi_137
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LV1
士兵
谢谢楼主的详细讲解!本人没有任何电子基础,只会PLC编程,计划用整流模块+IGBT+PLC来实现对电机的变频调速。PLC输出的那组变化的PWM脉冲波最关键,我的思路和你相同,但是没有你理解的那么透彻。等我做完试验后再发帖,请多指教!
2015/10/09 17:30:00
85
xzszrs[荣誉版主]
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LV10
司令