基于PWM正波电源的设计.doc

摘 要 现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。随着高性能DSP控制器的出现，逆变电源的全数字化控制成为现实。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。采用DSP作为逆变器的控制核心，可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与全部故障检测。 本文研究了基于PWM正弦波电源的设计。文章首先对逆变系统基本结构和控制策略作了详细的介绍，在此基础上选择了重复控制作为本信号电源逆变器的数字控制方式，对重复控制逆变器的稳定性、稳态误差进行了分析。阐述了逆变系统的工作原理，分析了逆变系统中最常用的正弦脉宽调制方法及其产生办法，以及模拟、数字控制电路控制方法的优缺点。接着对双极性SPWM控制方式和单极性SPWM控制方式作了比较。经过比较，选用了实际滤波效果较好的单极性SPWM控制策略，并详细论述了其单边与双边SPWM的产生方法以及各自的控制方法。 根据逆变电源的技术要求，提出了硬件电路中各部分的设计方案，完成了系统的软硬件设计，硬件系统包括全桥主电路设计、以DSP为核心的逆变控制系统、采样调理、驱动保护等，给出了各单元电路设计。控制系统软件则重点阐述逆变器数字控制系统主要环节的设计，给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现，生成数字正弦基准，实现逆变器逻辑控制功能，即对逆变器的保护、监测进行控制等。利用 MIATLAB和 SIMULINK仿真软件建立了逆变器的仿真模型，用以验证控制方案的可行性和有效性。其研究和分析的结果为逆变器的数字化控制的研究、完善和应用建立了基础。利用仿真工具软件对所设计的电力电子设备进行仿真，有利于缩短产品的设计时间，有于提高产品的可靠性。 关键字：逆变器；数字控制；SPWM ABSTRACT Modern frequency power to low power, high efficiency, simple circuit which favored some obvious advantages. The circuit consists of Power Supply AC - DC - AC - filtering parts, the output voltage and current waveforms are pure sine wave, and the frequency and amplitude adjustable within a certain range. With the emergence of high-performance DSP controller, power inverter digitalcontrol become a reality. Digital control system with integrated high anti-interference capability, flexible control, advanced control algorithms can be realized and the advantages of easy real-time control. Inverter using DSP as the control core, you can easily use the software flexible, precise control and full-line fault detection. This article introduces digital control technologies of a single-phase SPWM inverter based on TMS320LF2407.firstly, the basic structure and the control strategyof the inverter system have been introduced, then selects repetitive control strategy asthe control strategy for the inverter. Secondly, the bipolar SPWM control strategy and the univocal SPWM control strategy have been compared. Thirdly, according to the technique request of the inverter power supply