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【DSP學習板試用】DSP學習板試用+逆變電源中SPWM波形實現
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2018/10/04 17:30:03
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yyq0106
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LV2
班長

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摘要

通過采用TMS320F28069構成逆變電源的SPWM核心控制電路,設計逆變器,并對逆變器的性能進行改進。并且具有輸出過流保護,輸入過壓保護以及過熱保護等功能。

1.本系統設計背景及設計目 

電子技術在飛速發展,逆變器被日常生活中所廣泛使用,車載系統,通信系統,太陽能智能家居領域。逆變器是把直流電轉變成交流電的設備。它由逆變單元、控制單元和濾波單元組成。在國內外因使用汽車的外出工作較高,可用逆變器連接蓄電池帶各種工具工作。采用逆變技術的目的是為了從直流電中獲得不同或變化形式的交流電。 例如:

(1)太陽能板或蓄電池產生的直流電逆變為需要的交流電 如不間斷電源(UPS)、應急燈系統電源等。

 (2)獲得可變頻率的交流電源 如交流電動機調速變頻器等。

(3)獲得更好的穩定性和調節性能,使電源設備小型化,高效智能化。

1.2本系統主要研究內容

DC-DC總體設計思路是通過電壓模式PWM控制器SG3525雙路輸出方波控制推挽式變壓器T連接的雙端MOSFEI開關管交替導通和截止工作,推挽式變壓器輸出方波經過整二極管整流后電容濾波輸出直流電壓,但是為了穩定輸出電壓,在輸出端增加光耦PC817和穩壓器TL431構成反饋回路間接實時調節SG3525占空比來控制穩定輸出電壓。

DC-AC采用TMS320F28069實現SPWM和控制。

系統總體設計方案 

2.1系統設計方案圖

2.2DC-AC逆變設計方案和原理

方案一:單極性控制原理

SPWM單極性逆變控制,如圖2-1所示,由2個橋臂構成,一個橋臂(S3,S4)以載波開關頻率工作,稱為高頻載波臂;另一個橋臂(S1,S2)以調制頻率進行切換,稱為低頻調制臂

單極性逆變有兩種產生SPWM控制方法,單邊調制和雙邊調制,給定正弦調制波為AC的輸出頻率,三角載波信號為高頻臂的頻率,經過幅值的比較,產生SPWM波,如圖2-2所示。高頻臂上管的開關狀態由正弦波與三角波比較而決定,當三角波幅值大于正弦波幅值時S3開通,反之則為關斷狀態,除去設置好的死區時間,高頻載波臂上管與下管的開關狀態完全相反的??傻玫絊PWM規律的開關控制信號,實現逆變器的正弦波輸出.




方案二:雙極性控制原理

雙極性SPWM控制方式采用的是正負交變的雙極性三角載波與正弦調制波,如圖3所示,可通過uc與ur比較直接得到雙極性的SPWM波信號,不需要相位轉換電路。

雙極性SPWM控方式與單極性相比之下,雙極性優點有:主電路和控制電路簡單;雙極性缺點有:功率管都工作在載波頻率狀態(高頻開關狀態),開關損耗較大,功率管容易損壞。單極性優點有:可以得到理想的正弦輸出電壓,因為有兩個功率管工作在低頻狀態下,很大的減小了開關損耗,母線電壓值需要單電源供電就足夠了,功率管的使用壽命均衡,提高了可靠性,輸出電壓的中、高次諧波分量較小。單極性缺點有:控制電路復雜,過零點失真問題只能降低,無法消除。最后選擇單極性控制方式做DC-AC。

系統硬件設計

1.SPWM的實現

SPWM用硬件實現是通過低頻正弦調制波和高頻三角載波比較實現,載波和調制波的比值就是調制比,也是單片機中的SPWM的點數,也實現了按正弦變化的PWM即SPWM實現了。

2.全橋拓撲及驅動的設計

半橋驅動器IR21047腳和5腳輸出不同的方波來控制IRF740的導通,當7腳輸出高電平5腳輸出低電平時第一個和第三個IRF740導通,當5腳輸出高電平7腳輸出高電平時第二個和第四個IRF740導通。

3.TMS320F2806?芯片特點

1.采用高性能靜態CMOS技術,使得內核、I/O?供電電壓分別為1.8V和?3.3V,減少了控制器的損耗;100MIPS的執行速度使得指令周期縮短到10ns,從而提高了控制器的實時控制能力。

2.基于TMS320C2XX?DSP的CPU核,保證了TMS320LF240X系列DSP代碼和?TMS320系列DSP代碼兼容。

3.片內有高達32K?×16位的Flash程序存儲器;高達10K×16位的SARAM;?10K×16位的OTP?ROM。還有4K×16位的Boot?ROM空間。

4.l2位ADC轉換器,其特性為:最小轉換時間為160ns、8個或16個多路復用?的輸入通道,采集時間和轉換時間分開,提高了采樣率和輸入阻抗,并且支持自動順序采樣,不需CPU干預。

調試過程中部分波形

主要代碼

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標簽 開關電源
2018/10/04 22:58:51
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lingyan[實習版主]
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師長
學習了
2018/10/09 16:52:25
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ruohan
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軍長
學習一下
2018/10/09 19:14:45
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0565pan
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師長
對這個我還要學習一下
2018/10/24 13:42:48
5
土巴tu
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士兵
光導照明
2018/11/26 22:35:26
6
msdfdd
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LV1
士兵

樓主還更新嗎

2019/08/31 18:51:03
10
gxg1122
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司令
這個測試的波形怎么有點失真,過零附近的波形。
2019/01/14 14:31:39
7
sleet1986
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LV2
班長
發這個有啥用,初始化的東西有毛線意義
2019/01/14 15:03:57
8
sabrina9988
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旅長
看看
2019/08/31 17:00:20
9
hongyeana
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LV1
士兵
學習一下
2019/08/31 18:52:02
11
gxg1122
電源幣:1812 | 積分:17 主題帖:176 | 回復帖:1678
LV10
司令
TI的C2000系列芯片做控制應用的比較多,一些電源主控就采用這個。
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