摘要
通過采用TMS320F28069構(gòu)成逆變電源的SPWM核心控制電路，設(shè)計(jì)逆變器，并對逆變器的性能進(jìn)行改進(jìn)。并且具有輸出過流保護(hù)，輸入過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等功能。
引言
1.本系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)目
電子技術(shù)在飛速發(fā)展，逆變器被日常生活中所廣泛使用，車載系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，太陽能智能家居領(lǐng)域。逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設(shè)備。它由逆變單元、控制單元和濾波單元組成。在國內(nèi)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(shù)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(chǎn)生的直流電逆變?yōu)樾枰慕涣麟? 如不間斷電源（UPS）、應(yīng)急燈系統(tǒng)電源等。
(2)獲得可變頻率的交流電源 如交流電動機(jī)調(diào)速變頻器等。
(3)獲得更好的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)性能，使電源設(shè)備小型化，高效智能化。
1.2本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容
DC-DC總體設(shè)計(jì)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(guān)管交替導(dǎo)通和截止工作，推挽式變壓器輸出方波經(jīng)過整二極管整流后電容濾波輸出直流電壓，但是為了穩(wěn)定輸出電壓，在輸出端增加光耦PC817和穩(wěn)壓器TL431構(gòu)成反饋回路間接實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)SG3525占空比來控制穩(wěn)定輸出電壓。
DC-AC采用TMS320F28069實(shí)現(xiàn)SPWM和控制。
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖
2.2DC-AC逆變設(shè)計(jì)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(gè)橋臂構(gòu)成，一個(gè)橋臂(S3，S4)以載波開關(guān)頻率工作，稱為高頻載波臂；另一個(gè)橋臂(S1，S2)以調(diào)制頻率進(jìn)行切換，稱為低頻調(diào)制臂
單極性逆變有兩種產(chǎn)生SPWM控制方法，單邊調(diào)制和雙邊調(diào)制，給定正弦調(diào)制波為AC的輸出頻率，三角載波信號為高頻臂的頻率，經(jīng)過幅值的比較，產(chǎn)生SPWM波，如圖2-2所示。高頻臂上管的開關(guān)狀態(tài)由正弦波與三角波比較而決定，當(dāng)三角波幅值大于正弦波幅值時(shí)S3開通，反之則為關(guān)斷狀態(tài)，除去設(shè)置好的死區(qū)時(shí)間，高頻載波臂上管與下管的開關(guān)狀態(tài)完全相反的?？傻玫絊PWM規(guī)律的開關(guān)控制信號，實(shí)現(xiàn)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(fù)交變的雙極性三角載波與正弦調(diào)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(zhuǎn)換電路。
雙極性SPWM控方式與單極性相比之下，雙極性優(yōu)點(diǎn)有：主電路和控制電路簡單；雙極性缺點(diǎn)有：功率管都工作在載波頻率狀態(tài)（高頻開關(guān)狀態(tài)），開關(guān)損耗較大，功率管容易損壞。單極性優(yōu)點(diǎn)有：可以得到理想的正弦輸出電壓，因?yàn)橛袃蓚€(gè)功率管工作在低頻狀態(tài)下，很大的減小了開關(guān)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(diǎn)有：控制電路復(fù)雜，過零點(diǎn)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(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.SPWM的實(shí)現(xiàn)
SPWM用硬件實(shí)現(xiàn)是通過低頻正弦調(diào)制波和高頻三角載波比較實(shí)現(xiàn)，載波和調(diào)制波的比值就是調(diào)制比，也是單片機(jī)中的SPWM的點(diǎn)數(shù)，也實(shí)現(xiàn)了按正弦變化的PWM即SPWM實(shí)現(xiàn)了。
2.全橋拓?fù)浼膀?qū)動的設(shè)計(jì)
半橋驅(qū)動器IR2104的7腳和5腳輸出不同的方波來控制IRF740的導(dǎo)通，當(dāng)7腳輸出高電平5腳輸出低電平時(shí)第一個(gè)和第三個(gè)IRF740導(dǎo)通，當(dāng)5腳輸出高電平7腳輸出高電平時(shí)第二個(gè)和第四個(gè)IRF740導(dǎo)通。
3.TMS320F2806?芯片特點(diǎn)
1．采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得內(nèi)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(zhí)行速度使得指令周期縮短到10ns，從而提高了控制器的實(shí)時(shí)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(nèi)有高達(dá)32K?×16位的Flash程序存儲器；高達(dá)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(zhuǎn)換器，其特性為：最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為160ns、8個(gè)或16個(gè)多路復(fù)用?的輸入通道，采集時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)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(yù)。
調(diào)試過程中部分波形
主要代碼
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