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多路輸出的PEMFC控制系統(tǒng)電源的研制

作者: 時間:2010-07-08 來源:網(wǎng)絡 收藏
電壓經(jīng)霍爾電壓傳感器隔離采樣后送到DSP的ADC模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,這些值在一定時間內(nèi)經(jīng)過一系列數(shù)字PI控制后,給全比較單元產(chǎn)生一個新的比較值,該比較值將在下一個開關(guān)周期改變PWM波形的占空比,這樣就達到了控制電壓為所要求值的目的。
DSP中并沒有自動生成PWM信號的功能,要通過編程的方法實現(xiàn)它,通過一個單比較1的腳PWMl實現(xiàn)所需要的PWM信號,下面具體介紹這種方法。單比較單元有一個比較寄存器,用來存儲比較值,當計數(shù)器于比較值相等時,相應的PWM輸出引腳電平發(fā)生跳變,怎樣跳變?nèi)Q于PWM引腳的工作方式。
PWM輸出腳工作方式:有效高方式,有效低方式等。在定時器1工作在連續(xù)增減計數(shù)時,電平的為:輸出腳若設(shè)置為有效高,計數(shù)器為零時,輸出腳電平為零,計數(shù)器開始增計數(shù),當與比較值相等時,這時輸出腳為有效狀態(tài),電平變高。計數(shù)器到達周期值后,開始減計數(shù),當減計數(shù)到比較值時,輸出腳為無效狀態(tài),電平變低。輸出腳若設(shè)置為有效低。則此時的電平變化與有效高狀態(tài)正好相反。本文采用有效高工作方式。
TICNT為計數(shù)器1的計數(shù)值,TIPER為計數(shù)器1的周期值。當T1CNT的值增加到與TIPER相等時,計數(shù)器1開始減計數(shù),當T1CNT的值減到0時,計數(shù)器增計數(shù)。計數(shù)器值隨時間變化如圖4所示。在計數(shù)器的計數(shù)值與各比較單元的比較寄存器值(SCMPRl)相等時,輸出腳電平發(fā)生變化。波形圖如圖4所示,從圖中可以看出,計數(shù)器值通過與實時變化的比較寄存器值(SCMPRl)相比較,可以調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度,進而改變功率管的占空比,達到對DC/DC變換器輸出電壓的實時控制。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/180703.htm


3.2 隔離采樣電路的設(shè)計
為了保證電路的可靠運行,電壓的采樣最好能夠與控制電路隔離,這樣能夠避免主電路中大電流流過地線時壓降帶來的干擾。在本機中,通過電壓霍爾元件實現(xiàn)控制電路與主電路的隔離。霍爾電壓元件的原理是:將大電阻串入電壓及霍爾元件的原邊,得到原邊電流,該電流能在副邊產(chǎn)生一定比例的副邊電流,副邊電流流過電阻產(chǎn)生的壓降能夠反應主電路的電壓值。所設(shè)計的DC/DC變換器的輸出直流電壓的采樣電路如圖5所示。


從圖5中的參數(shù)可以看出:

經(jīng)過霍爾元件的隔離與運放的處理后,送入DSP的A/D轉(zhuǎn)換電壓與主電路隔離,提高了整個電路的抗干擾能力。
3.3 PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇
該DC/DC變換器的控制電路采用的是電壓單閉環(huán)控制,將Gv(s)設(shè)計成PI控制器,它的參數(shù)選擇在很大程度上決定了DC/DC變換器的性能,因此它們的選擇在機器的研發(fā)過程中至關(guān)重要。
該機的過程中,本文是進行參數(shù)選擇為:先選擇主電路的參數(shù)及采樣電路的參數(shù),并且在Matlab中建立該DC/DC變換器的模型,再根據(jù)大致原則,對PI的參數(shù)先進行大致的估計,不斷對PI的參數(shù)進行調(diào)節(jié)。得到滿意的結(jié)果后,將該參數(shù)編程到DSP中,實際運行后,根據(jù)實驗的結(jié)果,再稍微調(diào)整。最后得到的結(jié)果如下:

在該參數(shù)下,用Matlab仿真后得到的滿載時結(jié)果如圖6所示。




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