基于STM32系列單片機(jī)的數(shù)控正弦波逆變電源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
為了提高系統(tǒng)的可讀性以及代碼效率，軟件采用狀態(tài)機(jī)思想設(shè)計(jì)，圖5所示為系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)入SAMPLE采樣狀態(tài)，若檢測(cè)到采樣完成標(biāo)志FINISH則進(jìn)入JUDGE狀態(tài)進(jìn)行判斷，如果FAULT不為0即有故障信號(hào)(過(guò)壓／欠壓、過(guò)載、短路)，則進(jìn)入PROTECT狀態(tài)關(guān)閉輸出，并跳轉(zhuǎn)到WAIT狀態(tài)等待故障信號(hào)消除。當(dāng)故障信號(hào)消除后，系統(tǒng)軟重啟，開始新的采樣及檢測(cè)。JUDGE狀態(tài)后如果未檢測(cè)到故障信號(hào)，則進(jìn)入NORMAL正常狀態(tài)，進(jìn)行電壓調(diào)整。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/170498.htm
系統(tǒng)上電后，首先完成各個(gè)外設(shè)的初始化，主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘、定時(shí)器、GPIO口、ADC、DMA、中斷及SPI的初始化。在此，定時(shí)器和中斷一旦初始化完成，PWM及SPWM波就會(huì)生成?？紤]到過(guò)流、短路保護(hù)及反饋穩(wěn)壓的實(shí)時(shí)性要求較高，故在中斷內(nèi)完成。欠壓、過(guò)壓對(duì)實(shí)時(shí)性要求低，放在主程序內(nèi)。為提升系統(tǒng)的性能，ADC采樣使用DMA方式傳輸數(shù)據(jù)，傳輸完成后，發(fā)出中斷申請(qǐng)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單濾波處理，其他功能函數(shù)調(diào)用此數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的保護(hù)及穩(wěn)壓功能。主程序的流程圖如圖6所示。
4 調(diào)試與實(shí)驗(yàn)
根據(jù)以上思想試制一臺(tái)400 W的樣機(jī)，采用IRF3205作為推挽升壓的功率管，HER307作為整流二極管，全橋逆變功率管則采用IRF840。前級(jí)升壓的PWM波頻率設(shè)置為20 kHz，后級(jí)SPWM波的頻率設(shè)置為18 kHz，輸出濾波電感L為1 mH，輸出濾波電容C為4．7 μF。實(shí)際測(cè)試正弦交流輸出電壓精度為220 V±1％，頻率精度為50 Hz±0．1％，THD小于1．5％，逆變效率大于87％，其滿負(fù)載時(shí)的試驗(yàn)波形如圖7所示(輸出經(jīng)20 kΩ／100 kΩ電阻分壓測(cè)到)。
5 結(jié)束語(yǔ)
文中完整地討論了以STM32單片機(jī)為主控制器的數(shù)控正弦波逆變電源的設(shè)計(jì)，并對(duì)其中涉及關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對(duì)高端電子設(shè)備對(duì)逆變電源的更高要求，提出了一種有效的解決途徑。使用該設(shè)計(jì)方案在簡(jiǎn)化逆變電源的硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)，大大提升了電源的品質(zhì)與性能，具有很高的推廣價(jià)值。
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評(píng)論