一種基于單片機的逆變電源系統的設計

4、 系統軟件設計

?

?

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

4.1 初始化

計算一個(gè)周期內的正弦脈寬值，初始化I/O口和WFG波形發(fā)生器，設置載波周期和死區時(shí)間。

在方式0中，載波周期TC的計算公式為：

Tc =(2×WG-RELOAD)/Fxtal (μs)

在忽略無(wú)信號時(shí)間的情況下，占空比為：

占空比=(WG-COMPx/WG-RELOAD)×100%

4.2頻率調節和輸出電壓調節

通過(guò)改變WG-RELOAD中的時(shí)間常數，可調節輸出頻率。通常保持同步調制關(guān)系，即頻率調制比不變，mf=常量。在頻率調節過(guò)程為保證輸出電壓不變，在改變G-RELOAD 內容的時(shí)，按比較地改變WG-COMPx 中的值。

由于負載的變化，輸出電壓是不穩定的。要達到良好的動(dòng)態(tài)穩壓特性，采用輸出電壓反饋閉環(huán)控制。采用算法為增量數字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的結果修正各開(kāi)關(guān)周期的脈寬，可以達到調節電壓目的。

4.3對外串行接口程序

8XC196MC單片機的串行通訊方式在實(shí)際應用中效果非常好，其靈活性和實(shí)用性是其它獨立串口所無(wú)法比擬的。利用EPA和PTS實(shí)現串行通訊可完成與PC機的RS232方式的通信，進(jìn)行數據的發(fā)送、上傳。 5、實(shí)驗分析

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

圖3為試驗輸出波形：

?

?

6、結論

該電源設備結構合理，體積小、成本低、穩定。試驗表明，逆變電源輸出波形好，可實(shí)現調壓調頻，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)現了全數字化，其系統能智能控制及遠程監測。