單片機(jī)控制的PWM斬波式交流凈化穩(wěn)壓電源

如求等效電感L_e,通過(guò)使u_L=u_Le,u_Ll=U_Lmsinωt,對(duì)于u_Le,忽略掉其中的高次諧波時(shí)(高次諧波被L、C濾掉)u_Le=MUmsinωt,當(dāng)u_L、u_Le用有效值表示有:U_L=MU_Le,兩邊各除以電流的有效值I_L,則可得:

EPWM示意波形如圖4所示。

AVR90S8535是8位RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī),在8MHz晶振5V工作電壓時(shí),單指令周期為125ns。內(nèi)含8路10位ADC,最快轉(zhuǎn)換時(shí)間為65μs,帶有模擬比較器和兩個(gè)8/9/10 位PWM 功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,以及可編程的看門狗定時(shí)器,非常適合做高速PWM控制器。由圖3可以看到,AVR90S8535完成交流輸入、輸出電壓和輸出電流的采樣。同時(shí)由調(diào)感支路產(chǎn)生的過(guò)零同步信號(hào)也一起輸入單片機(jī),過(guò)零同步信號(hào)的頻率為100Hz,每當(dāng)過(guò)零同步信號(hào)輸入單片機(jī)時(shí)就觸發(fā)一次中斷。在中斷子程序中,單片機(jī)根據(jù)輸出采樣電壓計(jì)算EPWM占空比,該占空比賦予單片機(jī)的PWM定時(shí)器。AVR90S8535的PWM定時(shí)器設(shè)定為16kHz的PWM輸出。PWM斬波頻率太低太高都不好。斬波頻率太低時(shí),交流開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)被控電感續(xù)流電流對(duì)交流開(kāi)關(guān)并聯(lián)電容充電,使得交流開(kāi)關(guān)耐壓提高;斬波頻率太高時(shí),交流開(kāi)關(guān)開(kāi)通損耗又會(huì)過(guò)大。單片機(jī)同時(shí)還完成故障保護(hù)、輸入輸出的數(shù)字化設(shè)定和顯示等功能。程序流程如圖5所示。

以高頻斬波和單片機(jī)技術(shù)改造傳統(tǒng)的正弦波交流凈化電源,成本上雖然增加一些但是技術(shù)上卻帶來(lái)了突破。它使得產(chǎn)品顯示直觀、設(shè)置方便,電感器和電容器所承受的諧波應(yīng)力大大減小,功耗減小,特別對(duì)輸入端的諧波電流分量大大減小,可以滿足當(dāng)前越來(lái)越嚴(yán)格的諧波規(guī)范要求,是今后電源的發(fā)展方向。