以16位單片機(jī)8XC196MC為內(nèi)核的逆變電源設(shè)計(jì)

4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件程序設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變電源系統(tǒng)的核心，它決定逆變電源輸出的特性，如：電壓范圍及穩(wěn)定度、諧波含量、保護(hù)功能的完善、可靠性等。軟件框圖如圖2所示。

4.1 初始化

計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)的正弦脈寬值，初始化I/O口和WFG波形發(fā)生器，設(shè)置載波周期和死區(qū)時(shí)間。

在方式0中，載波周期TC的計(jì)算公式為：

Tc =(2×WG-RELOAD)/Fxtal (μs)

在忽略無(wú)信號(hào)時(shí)間的情況下，占空比為：

占空比=(WG-COMPx/WG-RELOAD)×100% 4.2頻率調(diào)節(jié)和輸出電壓調(diào)節(jié)

通過改變WG-RELOAD中的時(shí)間常數(shù)，可調(diào)節(jié)輸出頻率。通常保持同步調(diào)制關(guān)系，即頻率調(diào)制比不變，mf=常量。在頻率調(diào)節(jié)過程為保證輸出電壓不變，在改變G-RELOAD 內(nèi)容的時(shí)，按比較地改變WG-COMPx 中的值。

由于負(fù)載的變化，輸出電壓是不穩(wěn)定的。要達(dá)到良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓特性，采用輸出電壓反饋閉環(huán)控制。采用算法為增量數(shù)字PID：

u(k)=u(k)-u(k-1)=kp[e(k)-e(k-1)]+k1e(k)+kD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

按PID的結(jié)果修正各開關(guān)周期的脈寬，可以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓目的。

4.3對(duì)外串行接口程序

8XC196MC單片機(jī)的串行通訊方式在實(shí)際應(yīng)用中效果非常好，其靈活性和實(shí)用性是其它獨(dú)立串口所無(wú)法比擬的。利用EPA和PTS實(shí)現(xiàn)串行通訊可完成與PC機(jī)的RS232方式的通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送、上傳。

5、實(shí)驗(yàn)分析

采用以上方案，制造了一臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：直流24V電壓輸入，載波頻率9.6KHZ，主回路功率管IRF540，直流側(cè)電容C=470uF，變壓器的匝數(shù)比1：10，輸出濾波電感Lf=6mH，輸出濾波電容Cf=30uF。

圖3為試驗(yàn)輸出波形：

6、結(jié)論

該電源設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，體積小、成本低、穩(wěn)定。試驗(yàn)表明，逆變電源輸出波形好，可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻，動(dòng)態(tài)特性好，可靠性高。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于控制電路大為簡(jiǎn)化并且實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化，其系統(tǒng)能智能控制及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。