基于PICFxx單片機控制的正弦波逆變電源設計

　　4 軟件設計

　　4．1 正弦波脈寬的生成

　　根據(jù)正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)的產(chǎn)生原理，若把U=Urmsintωt正弦波在半周期內(nèi)N等分，第i個等分段正弦波的面積為Si，則有：

　　若再使矩形波的幅值等于輸入正弦波的幅值Urm，并使每段矩形波的面積等于對應段的正弦波的面積，那么，便可以得到矩形波脈寬的值為：

　　由于脈沖寬度是按照正弦波的規(guī)律變化，故可把這些脈沖寬度DK的值編制成數(shù)值表，再用單片機通過查表輸出脈沖序列。實驗時，可采用載波頻率fc=25 kHz，交流頻率fs=50 Hz，載波比N=fdfs來確定正弦波離散點的個數(shù)，即一個周期內(nèi)的脈沖個數(shù)(設N=500)。為了節(jié)省表的存儲空間，實際編程時，可保存半個周期內(nèi)的正弦波離散點，即保存N／2個點，然后用交替的方式輸出SPWM波形來控制逆變橋的工作。

　　4．2 SPWM的軟件實現(xiàn)

　　本系統(tǒng)以PIC16FXX單片機為核心，晶振選用20 MHz，指令周期為0．2μs，SPWM波驅(qū)動開關(guān)管的工作頻率為25 kHz，那么，單片機中寄存器的初始化設置如下：

　　首先設置PORTC為輸出模式，即TRISC=0X00。設置*模塊為PWM功能。同時必須在*XCON寄存器中設置*模塊為PWM模式，即*xM3：CPxM0=11XX。

　　然后再通過PR2來確定PWM的開關(guān)周期寄存器，并使TSFMW=(PR2+1)×4TOSC(TMR2 PrescaleValue)，fSPWM=1／TSPMW。因為工作頻率f=25 kHz，故PR2=0XC7；且工作周期寄存器*RxL的值是可變的。

　　在程序初始化完成之后，系統(tǒng)中的定時寄存器TMR2將啟動并開始工作，此時，PWM單元的引腳輸出為高電平；當TMR2>*Rxl時，PWM單元的引腳開始輸出低電平；當TMR2=PR2時，TMR2被歸0，并重新開始下一個周期計數(shù)，同時PWM單元重新輸出高電平。當TMR2的中斷標志位TMR2IF被置高電平時，系統(tǒng)將執(zhí)行定時中斷服務程序，圖4所示是其SPWM流程圖。中斷程序 完成查找正弦表值和A／D取樣值后，再進行PI調(diào)節(jié)，即可得出修正值，并將該修正值寫入*RxL寄存器中。圖5所示是該SPWM逆變器電源的輸出波形圖。

　　5 結(jié)束語

　　試驗表明，基于HC單片機控制的逆變器電源可滿足小功率逆變器的要求，而且可用單片機實現(xiàn)數(shù)字化SPWM波的控制。本方式不但比傳統(tǒng)的模擬控制方式具有一定的優(yōu)越性，而且該逆變器電源的效率更高、體積更小，同時還具有設計靈活、性能可靠，輸出穩(wěn)定，諧波小等優(yōu)點。

參考文獻:

[1].SG3525datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/SG3525_606147.html.
[2].PR2datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PR2_1197236.html.