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【DSP学习板试用】DSP学习板试用+逆变电源中SPWM波形实现
阅读: 3015 |  回复: 5 楼层直达

2018/10/04 17:30:03
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yyq0106
电源币:8 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:2
LV2
班长

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摘要

通过采用TMS320F28069构成逆变电源的SPWM核心控制电路,设计逆变器,并对逆变器的性能进行改进。并且具有输出过流保护,输入过压保护以及过热保护等功能。

1.本系统设计背景及设计目 

电子技术在飞速发展,逆变器被日常生活中所广泛使用,车载系统,通信系统,太阳能智能家居领域。逆变器是把直流电转变成交流电的设备。它由逆变单元、控制单元和滤波单元组成。在国内外因使用汽车的外出工作较高,可用逆变器连接蓄电池带各种工具工作。采用逆变技术的目的是为了从直流电中获得不同或变化形式的交流电。 例如:

(1)太阳能板或蓄电池产生的直流电逆变为需要的交流电 如不间断电源(UPS)、应急灯系统电源等。

 (2)获得可变频率的交流电源 如交流电动机调速变频器等。

(3)获得更好的稳定性和调节性能,使电源设备小型化,高效智能化。

1.2本系统主要研究内容

DC-DC总体设计思路是通过电压模式PWM控制器SG3525双路输出方波控制推挽式变压器T连接的双端MOSFEI开关管交替导通和截止工作,推挽式变压器输出方波经过整二极管整流后电容滤波输出直流电压,但是为了稳定输出电压,在输出端增加光耦PC817和稳压器TL431构成反馈回路间接实时调节SG3525占空比来控制稳定输出电压。

DC-AC采用TMS320F28069实现SPWM和控制。

系统总体设计方案 

2.1系统设计方案图

2.2DC-AC逆变设计方案和原理

方案一:单极性控制原理

SPWM单极性逆变控制,如图2-1所示,由2个桥臂构成,一个桥臂(S3S4)以载波开关频率工作,称为高频载波臂;另一个桥臂(S1S2)以调制频率进行切换,称为低频调制臂

单极性逆变有两种产生SPWM控制方法,单边调制和双边调制,给定正弦调制波为AC的输出频率,三角载波信号为高频臂的频率,经过幅值的比较,产生SPWM波,如图2-2所示。高频臂上管的开关状态由正弦波与三角波比较而决定,当三角波幅值大于正弦波幅值时S3开通,反之则为关断状态,除去设置好的死区时间,高频载波臂上管与下管的开关状态完全相反的。可得到SPWM规律的开关控制信号,实现逆变器的正弦波输出.




方案二:双极性控制原理

双极性SPWM控制方式采用的是正负交变的双极性三角载波与正弦调制波,如图3所示,可通过uc与ur比较直接得到双极性的SPWM波信号,不需要相位转换电路

双极性SPWM控方式与单极性相比之下,双极性优点有:主电路和控制电路简单;双极性缺点有:功率管都工作在载波频率状态(高频开关状态),开关损耗较大,功率管容易损坏。单极性优点有:可以得到理想的正弦输出电压,因为有两个功率管工作在低频状态下,很大的减小了开关损耗,母线电压值需要单电源供电就足够了,功率管的使用寿命均衡,提高了可靠性,输出电压的中、高次谐波分量较小。单极性缺点有:控制电路复杂,过零点失真问题只能降低,无法消除。最后选择单极性控制方式做DC-AC。

系统硬件设计

1.SPWM的实现

SPWM用硬件实现是通过低频正弦调制波和高频三角载波比较实现,载波和调制波的比值就是调制比,也是单片机中的SPWM的点数,也实现了按正弦变化的PWM即SPWM实现了。

2.全桥拓扑及驱动的设计

半桥驱动器IR21047脚和5脚输出不同的方波来控制IRF740的导通,当7脚输出高电平5脚输出低电平时第一个和第三个IRF740导通,当5脚输出高电平7脚输出高电平时第二个和第四个IRF740导通。

3.TMS320F2806 芯片特点

1.采用高性能静态CMOS技术,使得内核、I/O 供电电压分别为1.8V和 3.3V,减少了控制器的损耗;100MIPS的执行速度使得指令周期缩短到10ns,从而提高了控制器的实时控制能力。

2.基于TMS320C2XX DSP的CPU核,保证了TMS320LF240X系列DSP代码和 TMS320系列DSP代码兼容。

3.片内有高达32K ×16位的Flash程序存储器;高达10K×16位的SARAM; 10K×16位的OTP ROM。还有4K×16位的Boot ROM空间。

4.l2位ADC转换器,其特性为:最小转换时间为160ns、8个或16个多路复用 的输入通道,采集时间和转换时间分开,提高了采样率和输入阻抗,并且支持自动顺序采样,不需CPU干预。

调试过程中部分波形

主要代码

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标签 开关电源
2018/10/04 22:58:51
2
lingyan[实习版主]
电源币:622 | 积分:36 主题帖:19 | 回复帖:970
LV8
师长
学习了
2018/10/09 16:52:25
3
ruohan
电源币:13 | 积分:9 主题帖:46 | 回复帖:1159
LV9
军长
学习一下
2018/10/09 19:14:45
4
0565pan
电源币:4094 | 积分:0 主题帖:17 | 回复帖:703
LV8
师长
对这个我还要学习一下
2018/10/24 13:42:48
5
土巴tu
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
光导照明
2018/11/26 22:35:26
6
msdfdd
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

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