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基于16位单片机的逆变电源系统的设计
4.1 初始化
计算一个周期内的正弦脉宽值,初始化I/O口和WFG波形发生器,设置载波周期和死区时间。
在方式0中,载波周期TC的计算公式为:
Tc =(2×WG-RELOAD)/Fxtal (μs)
在忽略无信号时间的情况下,占空比为:
占空比=(WG-COMPx/WG-RELOAD)×100%
4.2频率调节和输出电压调节
通过改变WG-RELOAD中的时间常数,可调节输出频率。通常保持同步调制关系,即频率调制比不变,mf=常量。在频率调节过程为保证输出电压不变,在改变G-RELOAD 内容的时,按比较地改变WG-COMPx 中的值。
由于负载的变化,输出电压是不稳定的。要达到良好的动态稳压特性,采用输出电压反馈闭环控制。采用算法为增量数字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的结果修正各开关周期的脉宽,可以达到调节电压目的。
4.3对外串行接口程序
8XC196MC单片机的串行通讯方式在实际应用中效果非常好,其灵活性和实用性是其它独立串口所无法比拟的。利用EPA和PTS实现串行通讯可完成与PC机的RS232方式的通信,进行数据的发送、上传。
5、实验分析
采用以上方案,制造了一台样机进行试验。实验参数为:直流24V电压输入,载波频率9.6KHZ,主回路功率管IRF540,直流侧电容C=470uF,变压器的匝数比1:10,输出滤波电感Lf=6mH,输出滤波电容Cf=30uF。
图3为试验输出波形:
图3 输出电压波形
6、结论
该电源设备结构合理,体积小、成本低、稳定。试验表明,逆变电源输出波形好,可实现调压调频,动态特性好,可靠性高。本文的创新点在于控制电路大为简化并且实现了全数字化,其系统能智能控制及远程监测。
参考文献:
[1] 程军.intel80 C196单片机应用实践与C语言开发[M].北京:北京航空航天大学出版