基于AVR单片机的数字正弦逆变电源设计

2.4 输出LC 滤波电路

由于全桥逆变电路的输出为50 Hz 的基波以及其他高低次谐波，为了得到纯正的正弦波形，必须考虑设置滤波环节。因为谐波主要集中在1 倍和2 倍fSPWM附近，所以设置截止频率fC为fSPWM/5。则有：

式中，R 为直流侧等效负载电阻，Vout为输出的电流电压，P 为逆变器的额定功率。

3 系统软件设计

3.1 单片机简介

AT90PWM2 是AVR 系列单片机，该单片机主要特点有：

1）高性能的8 位RSIC 结构，1 MIPS/MHz，支持最高16 MHz的时钟；2）8 KB 系统可编程（ISP）的Flash 存储器，支持自举方式编程，512 字节SRAM，512 字节EEPROM；3）4 路PWM通道提供各种PWM 信号， 并可以进行死区设置；4）8 路10 位ADC 模块，1个10 位DAC 模块，2 个模拟比较器；5） 多达29 个中断源；6）支持UART，SPI，I2C 通信方式。其引脚功能分布图如图3 所示。

其中，PSCOUT00～PSCOUT21 引脚为SPWM 波输出引脚，用来驱动功率开关管，SD 引脚为IR2110 的使能控制，用来开通或者锁定SPWM 的导通。V_MAIN，V_OUT，I_OUT 引脚分别用来采样母线电压，输出电容电流以及电感电压。单片机还包括使用LED 报警功能， 驱动风扇在过热时启动散热功能，ISP 在线下载更新驱动程序以及预留串口通信功能。

3.2 控制策略

本数字系统采用电感电流反馈控制。将输出电感电流引入控制系统，和输出电容电压一起形成双闭环控制，通过采样输出电感电流和输出电容电压，用外环电压误差的控制信号去控制内环电流， 调节电流使输出电压跟踪参考电压值，提高系统的动态响应。双闭环控制系统由于存在内环回路，增大控制系统带宽，使得逆变器动态响应加快，输出电压的谐波含量减小，对非线性负载的适应能力加强。外环调节器可以按照负荷的变化相应地调整内环调节器的给定值，使调节系统仍然具有较好的品质，所以双闭环控制系统对负荷变化具有较强的适应能力，可使逆变电源的输出性能得到较大的改进。为了简化电压外环设计，可将电流内环看成一个比例环节，电压外环看成一个PI 环节。图4 为双环控制系统框图。

来源：维库开发网