高精度全数控逆变器设计 实现软启功能不在话下
3.系统软件设计
CPU主要功能是完成闭环PI控制算法、发送SPWM脉冲、故障保护、数据显示和远程通信。系统软件主要是对STM32芯片的编程,开发环境采用德国Keil公司KeiluVision4软件,编程语言采用C语言。
程序由主程序和若干子程序:通信程序、采样子程序、PWM中断程序、显示程序等组成。进入PWM中断后,首先对各路反馈信号进行采集和处理,该流程图如图4所示,然后经数字PI调节器运算后产生PWM脉冲输出,经驱动电路隔离放大后驱动MOSFET,实现整个逆变电源系统的闭环控制。
逆变器采用全数字控制,所有参数均能通过显示面板进行设置,数码管够实时显示逆变器系统的输入电压、输入电流、输出电流、输出电压、运行状态、故障信息等,当发生故障时,CPU将所有PWM脉冲全部封锁,然后将过压、过流、过载等故障信息显示出来,并且蜂鸣器发声报警。
实验结果
其中图5(a)是CPU发出的两路互补对称的SPWM脉冲波形,死区时间是3us;图5(b)是全桥逆变电路其中一个桥臂上下MOSFET的驱动波形;图5(c)是逆变器输出交流正弦电压波形;图5(d)是逆变器电流输出波形。从图中我们可看出逆变器输出电压波形几乎不失真,输出电流THD控制在5%以内,达到了很好的控制效果。
总结
本文提出的一种ARM控制的逆变器设计方案,是基于ARM(STM32F107)的全数字控制的逆变器,其具有高精度、小体积、全数字等特点,所有电源参数直接通过人机界面设定并存储,并具备与上位机远程通信的功能。实验表明,该方案中做设计的逆变器能够实现软启动功能,当出现过流、过压、过载情况时,能够迅速封锁PWM脉冲和关断MOSFET,并及时将故障信息显示出来,实现了逆变器的智能化。
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