頂源電源小編為大家介紹：逆變器是應(yīng)急電源的首要組成有些。為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電源中逆變器輸出溝通電壓的適時調(diào)節(jié)，減小輸出電壓諧波達(dá)到逆變電路數(shù)字化操控目的，三相逆變電路選用了正弦脈寬調(diào)制(SPWM)操控辦法，以C8051F020單片機(jī)和SA4828為中心，完結(jié)對SPWM波的產(chǎn)生及系統(tǒng)的操控。運(yùn)用單片機(jī)特有的端口連接完結(jié)外圍操控功用，這樣就減少了應(yīng)急電源對波形產(chǎn)生的處理時間，保證波形具有較高精度，并且電路硬件連接簡單,模塊電源79868.cn.
　　
　　隨著社會發(fā)展，越是信息化、現(xiàn)代化，就越依賴於電力，突然斷電會給人們正常的日子秩序和學(xué)習(xí)帶來影響，特別對於生產(chǎn)、日子中特別首要的負(fù)荷，一旦中斷供電，將會構(gòu)成重大的經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)急電源產(chǎn)品已成為許多首要場所必不可少的首要設(shè)備，也是能夠最有用地解決停電事端和電力質(zhì)量不穩(wěn)定等問題的有用途徑，而逆變電路是應(yīng)急電源的首要組成有些。逆變電路在應(yīng)急電源中的效果是當(dāng)市電斷電或發(fā)生異常時，將蓄電池供給的直流電壓逆變?yōu)槿鄿贤娸敵?，以保證首要負(fù)荷或設(shè)備的正常運(yùn)行?，F(xiàn)在，逆變電源大多選用正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)，其操控電路大多選用模擬辦法實(shí)現(xiàn)。模擬操控技術(shù)雖然已經(jīng)十分成熟，但存在許多缺點(diǎn)如：操控電路的元器材多，電路複雜，體積較大，靈活性不夠等。這篇文章設(shè)計了一種全數(shù)字化的三相PWM逆變電源，運(yùn)用專用SPWM波形發(fā)生器與單片機(jī)連接產(chǎn)生逆變驅(qū)動信號SPWM波，設(shè)計中選用了單片機(jī)C8051F020操控和MITEL公司的SA4828芯片作為波形發(fā)生器。
　　逆變電路的結(jié)構(gòu)與作業(yè)原理

圖1是逆變電路的構(gòu)成。由蓄電池供給的直流電通過三相逆變電路變?yōu)闇贤?，其基波頻率是逆變電源的輸出頻率，該溝通信號經(jīng)過輸出變壓器隔離，再由低通濾波器濾去諧波，獲得負(fù)載所需的三相正弦溝通電。

　　圖1逆變電路的結(jié)構(gòu)
　　在逆變電路中，逆變器及其操控是逆變電路的中心。逆變器的操控選用SPWM操控辦法，這篇文章運(yùn)用SPWM波發(fā)生器和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對逆變器及輸出電壓的操控。由操控器產(chǎn)生的SPWM波操控開關(guān)器材的通斷，從而操控輸出電壓及其波形，並使輸出電壓穩(wěn)定。
　　三相逆變器主電路設(shè)計
　　三相逆變器主電路如圖2所示，是由三相逆變橋、變壓器、濾波器組成。

　　圖2 三相逆變主電路圖
　　逆變器開關(guān)器材選用6單元IPM智能功率模塊。LCR低通濾波器中電感L的效果是按捺高次諧波通過;電容C為逆變器產(chǎn)生的高次諧波供給旁路;電阻R起阻尼效果，避免或按捺諧波的產(chǎn)生。在市電作業(yè)中斷或許不正常時，蓄電池電壓被加到直流總線上，通過由智能功率模塊組成的逆變器，然後通過由LCR組成的濾波器和三相功率變壓器，構(gòu)成相電壓為220 V的三相正弦溝通電給負(fù)載供電。三相逆變器的開關(guān)器材選用日本富士公司型號為PM100CVA60六單元IPM智能功率模塊，其耐壓可達(dá)600 V，集電極最大允許電流100 A，安全作業(yè)區(qū)較寬，驅(qū)動功率小、開關(guān)頻率高、飽和壓下降。別的該模塊還具有帶過流操控、濾波器體積小、噪聲低、易散熱、可靠性高級特點(diǎn)。模塊的驅(qū)動信號為正弦脈寬調(diào)制(SPWM)信號。
　　功率元件智能功率模塊IGBT-IPM是以功率器材IGBT為主體，同時把驅(qū)動電路、多種保護(hù)電路及報警電路等功用電路集成在同一模塊內(nèi)的新型混合集成電路。用智能功率模塊作為電源的功率器材，能夠簡化硬件電路的設(shè)計，縮小電源體積，更首要的是進(jìn)步了系統(tǒng)的安全性和可靠性。在選用智能功率模塊IPM時，根據(jù)電壓和電流的定額選擇。功率元件的電流定額考慮(2～3)倍的安全裕量。計算電流時應(yīng)滿足在輸入電壓波動為最低時仍能滿足輸出功率。根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)計算功率元件的最大輸出功率、額定電流值、額定電壓值，最終選用100 A/600 V的智能功率模塊，型號為PM100CVA60.
　　逆變操控器設(shè)計
　　操控電路的功用首要是產(chǎn)生SPWM驅(qū)動信號。SPWM是實(shí)現(xiàn)逆變器輸出溝通電壓調(diào)節(jié)、減小輸出電壓諧波的一種操控辦法。運(yùn)用SPWM操控構(gòu)成的逆變器調(diào)節(jié)功用好，調(diào)節(jié)速度快，可使調(diào)節(jié)過程中頻率和電壓相配合，以獲得好的動態(tài)功用，輸出電壓波形接近正弦。為了實(shí)現(xiàn)此功用及逆變電路的數(shù)字化，這篇文章運(yùn)用單片機(jī)和專用SPWM波形發(fā)生器SA4828集成電路構(gòu)成逆變操控器。該種辦法軟件編程簡單，應(yīng)急電源對波形產(chǎn)生的處理時間少，並能保證波形具有較高精度，并且硬件連接簡單。
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??????????????? 　　1、三相SPWM波形發(fā)生器SA4828
　　1.1、SA4828的功用特點(diǎn)
　　SA4828是英國MITEL公司研制出的一種專用於三相SPWM信號發(fā)生和操控的集成電路芯片。具有精度高、抗幹?jǐn)_能力強(qiáng)、外圍電路簡單、無溫漂等優(yōu)點(diǎn)，首要用於逆變電源、變頻調(diào)速及應(yīng)急電源等工業(yè)領(lǐng)域。芯片的首要特性是：具有增強(qiáng)型微處理器接口，可與更多單片機(jī)兼容;能夠單獨(dú)調(diào)整各相輸出，能夠用於恣意不平衡負(fù)載;內(nèi)置“看門狗”定時器進(jìn)行監(jiān)控，程序運(yùn)行安全可靠;供給了軟複位操控功用;調(diào)制波頻率選用16位，增加了頻率的分辨率，進(jìn)步了逆變器輸出頻率的精度;片內(nèi)ROM供給三種可供選擇的波形，適用於多種應(yīng)用場合，其間能供給的純正弦波可用於靜止逆變電源和單相溝通調(diào)速。
　　1.2、SA4828的作業(yè)原理
　　SA4828原理框圖如圖3所示。它接收並存儲微處理器初始化指令和操控指令，首要由總線操控、地址/數(shù)據(jù)總線、存儲器、操控寄存器組成，以操控字的方式實(shí)現(xiàn)。三相輸出操控電路的每相輸出操控電路由脈沖撤銷和脈沖延時電路構(gòu)成，脈沖撤銷將脈沖寬度小於撤銷時間的脈沖去掉，延時電路保證死區(qū)間隔，以避免在轉(zhuǎn)換瞬間橋路開關(guān)器材出現(xiàn)直通現(xiàn)象。

　　圖3 SA4828原理
　　三種不一樣波形的選擇通過傳輸給初始化寄存器和操控寄存器的指令來設(shè)置三種波形ROM.“看門狗”電路在承受單片機(jī)發(fā)出的指令時，一旦出現(xiàn)問題，總線操控會發(fā)出複位“看門狗”信號，使“看門狗”延時關(guān)斷驅(qū)動信號。SA4828增設(shè)了8個寄存器單元以進(jìn)步頻率精度及能獨(dú)立操控三相波形幅值。系統(tǒng)進(jìn)行初始化時，微處理器通過SA4828內(nèi)部的總線操控和譯碼電路向其初始化寄存器中寫數(shù)據(jù)，完結(jié)載波頻率、調(diào)制頻率的范圍、脈沖延遲時間及計數(shù)器複位的設(shè)置。在運(yùn)行過程中，實(shí)時地向操控寄存器中寫數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對調(diào)制波頻率、調(diào)制波幅值、正/反轉(zhuǎn)、過調(diào)制、輸出制止等參數(shù)的改寫，使RPHT，RPHB，YPHT，YPHTB，BPHTB，BPHT6個引腳輸出的SPWM信號發(fā)生改變。
　　2、操控電路硬件設(shè)計
　　以SA4828與單片機(jī)C8051F020為中心構(gòu)成的操控器電路設(shè)計如圖4所示。操控電路根據(jù)給定的參數(shù)輸出三相SPWM信號給智能功率模塊IP-M，實(shí)現(xiàn)對功率晶體管的通斷操控。C8051F020通過8位P0端口與SA4828的地址、數(shù)據(jù)管腳AD0～AD7相連，作業(yè)時，單片機(jī)首要對SA4828進(jìn)行初始化，定義載波頻率，電源頻率范圍、死區(qū)、最小脈沖撤銷時間等參數(shù)。然後向SA4828的操控寄存器傳送電源的頻率操控字和起伏操控字等參數(shù)。正常作業(yè)時，根據(jù)需求對SA4828的操控數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的反饋與實(shí)時操控，以及調(diào)壓操控。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓功用，選用平均值反饋PI調(diào)節(jié)。輸出電壓經(jīng)隔離送入C8051F020單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口即P3.0口，轉(zhuǎn)換結(jié)果參與PI運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果即為SA4828起伏操控寄存器的操控字。從RPHT～BPHB的6個引腳輸出相應(yīng)頻率和電壓的SPWM操控信號，經(jīng)隔離電路後，分別操控智能功率模塊IPM的6個IGBT的導(dǎo)通與截止，最後在3個輸出端上產(chǎn)生對稱的三相SPWM電壓。SA4828作為單片機(jī)的外設(shè)，與單片機(jī)並聯(lián)，通過對單片機(jī)編程，只需將SPWM的初始化信息和操控信息寫入SA4828的相關(guān)寄存器，即產(chǎn)生精確的全數(shù)字化的三相的SPWM波形。

　　圖4 SA4828的接口
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? ? ? 3、操控電路軟件設(shè)計
　　軟件是逆變器操控系統(tǒng)的中心，它決定逆變器的輸出特性。SA4828產(chǎn)生SPWM信號的程序流程如圖5所示。
　　對SA4828芯片的操控是通過微處理器接口將相應(yīng)的參數(shù)送入芯片內(nèi)部的2個48位的寄存器R14，R15來實(shí)現(xiàn)的，它們是初始化寄存器和操控寄存器。數(shù)據(jù)先被讀入一系列臨時寄存器R0～R5中，然後通過一條虛擬的寫操作將數(shù)據(jù)傳送至相應(yīng)的R14，R15寄存器。單片機(jī)先將SA4828複位，向其傳送初始化參數(shù)和操控參數(shù)後，SA4828即能夠輸出SPWM波，逆變器隨後處於作業(yè)狀態(tài)。同時單片機(jī)不斷查詢輸出狀態(tài)，以便隨時調(diào)整SPWM輸出特性。對SA4828芯片的操控是通過微處理器接口將相應(yīng)的參數(shù)送入芯片內(nèi)部的兩個48位初始化寄存器R14和操控寄存器R15來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)先被讀入臨時寄存器R0～R5中，然後通過一條虛擬的寫操作將數(shù)據(jù)傳送至相應(yīng)的R14，R15寄存器。只需系統(tǒng)正常作業(yè)，看門狗定時器就不斷被更新，以避免其溢出而中斷SPWM輸出。逆變器操控系統(tǒng)的主程序流程圖如圖6所示。

　　圖5 SA4828產(chǎn)生SPWM信號流程圖

　　圖6 逆變器操控系統(tǒng)

　　單片機(jī)在初始化程序中完結(jié)對單片機(jī)、SA4828以及其他可編程器材的初始化，接著對市電進(jìn)行檢測，假如市電不正常，則啟動逆變器作業(yè)，通過操控將開關(guān)元件切換至逆變器輸出。並將輸入狀態(tài)存入操控寄存器，顯示數(shù)據(jù)，假如輸出電壓或保護(hù)等發(fā)生改變，則報警輸出以采納措施使系統(tǒng)正常運(yùn)行。
　　結(jié)語
　　逆變主電路選用的智能功率模塊不僅使電路結(jié)構(gòu)簡單，并且使得出現(xiàn)的浪湧電壓、門極振蕩、噪聲導(dǎo)致的幹?jǐn)_等問題能有用得到操控。三相逆變電路SPWM操控辦法，運(yùn)用專用SPWM產(chǎn)生器和單片機(jī)構(gòu)成逆變器的操控系統(tǒng)，設(shè)計簡單，操控電路運(yùn)用器材少，因此可下降成本、進(jìn)步可靠性,電源模塊79868.cn.

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