单片机控制的PWM斩波式交流净化稳压电源

如求等效电感L_e,通过使u_L=u_Le,u_Ll=U_Lmsinωt,对于u_Le,忽略掉其中的高次谐波时(高次谐波被L、C滤掉)u_Le=MUmsinωt,当u_L、u_Le用有效值表示有:U_L=MU_Le,两边各除以电流的有效值I_L,则可得:

EPWM示意波形如图4所示。

AVR90S8535是8位RISC结构单片机,在8MHz晶振5V工作电压时,单指令周期为125ns。内含8路10位ADC,最快转换时间为65μs,带有模拟比较器和两个8/9/10 位PWM 功能的16位定时器/计数器,以及可编程的看门狗定时器,非常适合做高速PWM控制器。由图3可以看到,AVR90S8535完成交流输入、输出电压和输出电流的采样。同时由调感支路产生的过零同步信号也一起输入单片机,过零同步信号的频率为100Hz,每当过零同步信号输入单片机时就触发一次中断。在中断子程序中,单片机根据输出采样电压计算EPWM占空比,该占空比赋予单片机的PWM定时器。AVR90S8535的PWM定时器设定为16kHz的PWM输出。PWM斩波频率太低太高都不好。斩波频率太低时,交流开关关断时被控电感续流电流对交流开关并联电容充电,使得交流开关耐压提高;斩波频率太高时,交流开关开通损耗又会过大。单片机同时还完成故障保护、输入输出的数字化设定和显示等功能。程序流程如图5所示。

以高频斩波和单片机技术改造传统的正弦波交流净化电源,成本上虽然增加一些但是技术上却带来了突破。它使得产品显示直观、设置方便,电感器和电容器所承受的谐波应力大大减小,功耗减小,特别对输入端的谐波电流分量大大减小,可以满足当前越来越严格的谐波规范要求,是今后电源的发展方向。