基于單片機(jī)的數(shù)字正弦逆變電源設(shè)計(jì)

式中，R為直流側(cè)等效負(fù)載電阻，Vout為輸出的電流電壓，P為逆變器的額定功率。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3．1 單片機(jī)簡(jiǎn)介
AT90PWM2是AVR系列單片機(jī)，該單片機(jī)主要特點(diǎn)有：1)高性能的8位RSIC結(jié)構(gòu)，l MIPS／MHz，支持最高16 MHz的時(shí)鐘；2)8 KB系統(tǒng)可編程(ISP)的Flash存儲(chǔ)器，支持自舉方式編程，512字節(jié)SRAM，512字節(jié)EEPROM；3)4路PWM通道提供各種PWM信號(hào)，并可以進(jìn)行死區(qū)設(shè)置；4)8路lO位ADC模塊，1個(gè)10位DAC模塊，2個(gè)模擬比較器；5)多達(dá)29個(gè)中斷源；6)支持UART，SPI，I2C通信方式。其引腳功能分布圖如圖3所示。

其中，PSCOUT00～PSCOUT21引腳為SPWM波輸出引腳，用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管，SD引腳為IR2110的使能控制，用來(lái)開(kāi)通或者鎖定SPWM的導(dǎo)通。V_MAIN，V_OUT，I_OUT引腳分別用來(lái)采樣母線電壓，輸出電容電流以及電感電壓。單片機(jī)還包括使用LED報(bào)警功能，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇在過(guò)熱時(shí)啟動(dòng)散熱功能，ISP在線下載更新驅(qū)動(dòng)程序以及預(yù)留串口通信功能。
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(guò)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(hào)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(dòng)態(tài)響應(yīng)。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(dòng)態(tài)響應(yīng)加快，輸出電壓的諧波含量減小，對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)能力加強(qiáng)。外環(huán)調(diào)節(jié)器可以按照負(fù)荷的變化相應(yīng)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(duì)負(fù)荷變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可使逆變電源的輸出性能得到較大的改進(jìn)。為了簡(jiǎn)化電壓外環(huán)設(shè)計(jì)，可將電流內(nèi)環(huán)看成一個(gè)比例環(huán)節(jié)，電壓外環(huán)看成一個(gè)PI環(huán)節(jié)。圖4為雙環(huán)控制系統(tǒng)框圖。