基于AVR 單片機的數(shù)字正弦逆變電源設(shè)計

　　3.2 控制策略

　　本數(shù)字系統(tǒng)采用電感電流反饋控制。將輸出電感電流引入控制系統(tǒng)，和輸出電容電壓一起形成雙閉環(huán)控制，通過采樣輸出電感電流和輸出電容電壓，用外環(huán)電壓誤差的控制信號去控制內(nèi)環(huán)電流， 調(diào)節(jié)電流使輸出電壓跟蹤參考電壓值，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應。雙閉環(huán)控制系統(tǒng)由于存在內(nèi)環(huán)回路，增大控制系統(tǒng)帶寬，使得逆變器動態(tài)響應加快，輸出電壓的諧波含量減小，對非線性負載的適應能力加強。外環(huán)調(diào)節(jié)器可以按照負荷的變化相應地調(diào)整內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的給定值，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍然具有較好的品質(zhì)，所以雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對負荷變化具有較強的適應能力，可使逆變電源的輸出性能得到較大的改進。為了簡化電壓外環(huán)設(shè)計，可將電流內(nèi)環(huán)看成一個比例環(huán)節(jié)，電壓外環(huán)看成一個PI 環(huán)節(jié)。圖4 為雙環(huán)控制系統(tǒng)框圖。

　　3.3 軟件流程

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，主要包括：硬件初始化模塊，正弦表初始化模塊，輸出保護模塊，雙閉環(huán)調(diào)節(jié)模塊，中斷處理模塊。主程序和SPWM 產(chǎn)生中斷處理模塊的流程分別如圖5（a）和圖5（b）所示。

　　4 試驗結(jié)果

　　根據(jù)以上思想完成制作一臺1 kW 的樣機， 采用IRF3805 作為推挽升壓的功率管，RHRP8120 作為整流二極管， 全橋逆變功率管則采用IRG4PC50UD，SG3525A 的PWM波頻率設(shè)置為80 kHz，SPWM 波的頻率設(shè)置為10 kHz， 輸出濾波電感L 為2.5 mH，輸出濾波電容C 為4.7 μF，可得正弦交流輸出電壓精度220 V±1%， 頻率精度50 Hz±0.1% ，THD小于1%，逆變效率大于90%，其空載和滿負載時的試驗波形如圖6（a）和圖6（b）所示。

　　5 結(jié)論

　　提出了一種前級由SG3535A 控制推挽升壓和后級基于AT90PWM2 的全橋逆變的數(shù)字式逆變電源的設(shè)計方法。使用AT90PWM2 的波形發(fā)生器產(chǎn)生SPWM 波形， 有效簡化電路，利用前端負反饋以及后端的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)使得逆變電源具備輸出電壓特性的高性能。預留的串口通信和在線下載功能使得逆變電源具備與上位機通信以及擴展功能，完善的保護措施可使逆變電源在發(fā)生故障時，具有完善的指示和自動處理功能。