ARM(STM32F107)的全數(shù)字控制逆變器設(shè)計(jì)

推挽升壓電路采用兩個(gè)參數(shù)相同的MOSFET管和升壓變壓器組成，推挽變壓器的特點(diǎn)是效率高，損耗低，適用于低輸入高輸出。推挽升壓電路如圖3所示，采用兩個(gè)MOS管分別開通的結(jié)構(gòu)，選取IPRF250場(chǎng)效應(yīng)管，額定電流為30A,額定電壓為250V，在可以滿足要求的同時(shí)內(nèi)阻較小，是最為合理的選擇。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

CPU主要功能是完成閉環(huán)PI控制算法、發(fā)送SPWM脈沖、故障保護(hù)、數(shù)據(jù)顯示和遠(yuǎn)程通信。系統(tǒng)軟件主要是對(duì)STM32芯片的編程，開發(fā)環(huán)境采用德國(guó)Keil公司KeiluVision4軟件，編程語言采用C語言。

程序由主程序和若干子程序：通信程序、采樣子程序、PWM中斷程序、顯示程序等組成。進(jìn)入PWM中斷后，首先對(duì)各路反饋信號(hào)進(jìn)行采集和處理，該流程圖如圖4所示，然后經(jīng)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后產(chǎn)生PWM脈沖輸出，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路隔離放大后驅(qū)動(dòng)MOSFET,實(shí)現(xiàn)整個(gè)逆變電源系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

逆變器采用全數(shù)字控制，所有參數(shù)均能通過顯示面板進(jìn)行設(shè)置，數(shù)碼管夠?qū)崟r(shí)顯示逆變器系統(tǒng)的輸入電壓、輸入電流、輸出電流、輸出電壓、運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，CPU將所有PWM脈沖全部封鎖，然后將過壓、過流、過載等故障信息顯示出來，并且蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

其中圖5(a)是CPU發(fā)出的兩路互補(bǔ)對(duì)稱的SPWM脈沖波形，死區(qū)時(shí)間是3us;圖5(b)是全橋逆變電路其中一個(gè)橋臂上下MOSFET的驅(qū)動(dòng)波形；圖5(c)是逆變器輸出交流正弦電壓波形；圖5(d)是逆變器電流輸出波形。從圖中我們可看出逆變器輸出電壓波形幾乎不失真，輸出電流THD控制在5%以內(nèi)，達(dá)到了很好的控制效果。

5.總結(jié)

本文提出的一種ARM控制的逆變器的設(shè)計(jì)方案，是基于ARM(STM32F107)的全數(shù)字控制的逆變器，其具有高精度、小體積、全數(shù)字等特點(diǎn)，所有電源參數(shù)直接通過人機(jī)界面設(shè)定并存儲(chǔ)，并具備與上位機(jī)遠(yuǎn)程通信的功能。實(shí)驗(yàn)表明，該方案中做設(shè)計(jì)的逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)功能，當(dāng)出現(xiàn)過流、過壓、過載情況時(shí)，能夠迅速封鎖PWM脈沖和關(guān)斷MOSFET，并及時(shí)將故障信息顯示出來，實(shí)現(xiàn)了逆變器的智能化。