基于單片機的數字正弦逆變電源設計

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

3 系統(tǒng)軟件設計
3．1 單片機簡介
AT90PWM2是AVR系列單片機，該單片機主要特點有：1)高性能的8位RSIC結構，l MIPS／MHz，支持最高16 MHz的時鐘；2)8 KB系統(tǒng)可編程(ISP)的Flash存儲器，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，并可以進行死區(qū)設置；4)8路lO位ADC模塊，1個10位DAC模塊，2個模擬比較器；5)多達29個中斷源；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，用來驅動功率開關管，SD引腳為IR2110的使能控制，用來開通或者鎖定SPWM的導通。V_MAIN，V_OUT，I_OUT引腳分別用來采樣母線電壓，輸出電容電流以及電感電壓。單片機還包括使用LED報警功能，驅動風扇在過熱時啟動散熱功能，ISP在線下載更新驅動程序以及預留串口通信功能。
3．2 控制策略
本數字系統(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環(huán)電流，調節(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)調節(jié)器可以按照負荷的變化相應地調整內環(huán)調節(jié)器的給定值，使調節(jié)系統(tǒng)仍然具有較好的品質，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)設計，可將電流內環(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。