消諧PWM控製

PWM控製技術的主要作用

，是為了應對逆變電源當中的諧波問題
，高頻PWM控製不僅可以有效地減小輸出電壓的諧波含量，而且可以方便地調節輸出電壓的大小。消諧控製的基本思想，是以PWM脈衝波形的切換點相位作為未知數，通過PWMmaichongdefuliyejishufenxi

，huodeshuchudianyadejibofenlianghegecixiebofenliangdebiaodashi
，ranhougenjujibohegecixiebofuzhideyaoqiu

，jianliyigeyuweizhishugeshuxiangdengdefangchengzu
，tongguoqiujiefangchengzu，huodegegemaichongdeqiehuanshike，bingangaishikeshishikongzhi，zeshuchudianyadejibohegecixiebofuzhijianghuishiqiwangzhi。yibanqingkuangxia，zongshilingjibofuzhiweiyigeqiwangdefeilingzhi，erlinggecixiebodedaxiaoweiling，zheyangjingguoxiaoxiePWM控製方程的逆變器將不含指定的低階諧波值。

假定逆變器輸出PWM波形在四分之一周期內有N個開關切換點，每個開關切換點對應的相位角分別為（ai=1
，2
，…，N）

，且有0≤a1。



式（1）為雙極性調製且開關角個數N為奇數時的表達式，式（2）為雙極性調製且開關角個數N為偶數時的表達式
，式（3）為單極性調製時的表達式。設逆變器輸出基波電壓幅值與輸入直流母線電壓比值為M

，假定式（1）、式（2）對應的PWM波形用於三相逆變器，式（3）對應的PWM波形用於單相逆變器
，則式（1）~（3）式可得出相對應的消諧方程分別如（4）~（6）式(shi)所(suo)示(shi)。求(qiu)解(jie)上(shang)述(shu)方(fang)程(cheng)即(ji)可(ke)得(de)到(dao)一(yi)組(zu)開(kai)關(guan)切(qie)換(huan)角(jiao)，將(jiang)此(ci)切(qie)換(huan)角(jiao)轉(zhuan)化(hua)為(wei)單(dan)片(pian)機(ji)定(ding)時(shi)計(ji)數(shu)脈(mai)衝(chong)數(shu)據(ju)表(biao)保(bao)存(cun)在(zai)程(cheng)序(xu)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong)，供(gong)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi)時(shi)查(zha)詢(xun)。
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控製係統


控kong製zhi係xi統tong是shi按an照zhao給gei定ding信xin號hao的de要yao求qiu，控kong製zhi並bing調tiao節jie主zhu電dian路lu開kai關guan管guan的de開kai通tong與yu關guan斷duan，從cong而er控kong製zhi主zhu電dian路lu產chan生sheng期qi望wang的de輸shu出chu電dian壓ya，並bing使shi輸shu出chu電dian壓ya盡jin可ke能neng地di跟gen隨sui給gei定ding的de電dian壓ya信xin號hao。圖tu1給gei出chu了le逆ni變bian電dian源yuan的de硬ying件jian電dian路lu基ji本ben框kuang圖tu。觸chu發fa脈mai衝chong的de產chan生sheng采cai用yong數shu字zi電dian路lu的de方fang法fa
，完wan全quan可ke以yi用yong控kong製zhi器qi的de軟ruan件jian程cheng序xu來lai實shi現xian其qi功gong能neng，節jie約yue了le成cheng本ben，而er且qie相xiang比bi較jiao於yu模mo擬ni電dian路lu，這zhe種zhong方fang法fa的de抗kang幹gan擾rao能neng力li較jiao強qiang。

逆變電路控製係統以AVR單(dan)片(pian)機(ji)為(wei)核(he)心(xin)
，其(qi)功(gong)能(neng)主(zhu)要(yao)是(shi)產(chan)生(sheng)全(quan)橋(qiao)逆(ni)變(bian)電(dian)路(lu)中(zhong)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)，同(tong)時(shi)通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)采(cai)樣(yang)線(xian)路(lu)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)來(lai)實(shi)現(xian)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)調(tiao)節(jie)和(he)保(bao)護(hu)。對(dui)於(yu)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)側(ce)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)，采(cai)用(yong)霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)變(bian)壓(ya)後(hou)
，電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)由(you)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)組(zu)成(cheng)的(de)射(she)級(ji)跟(gen)隨(sui)器(qi)，送(song)到(dao)窗(chuang)口(kou)比(bi)較(jiao)器(qi)

，窗(chuang)口(kou)的(de)上(shang)下(xia)兩(liang)閾(yu)值(zhi)分(fen)別(bie)對(dui)應(ying)過(guo)電(dian)壓(ya)和(he)欠(qian)電(dian)壓(ya)限(xian)值(zhi)，如(ru)果(guo)在(zai)窗(chuang)口(kou)範(fan)圍(wei)內(nei)則(ze)電(dian)壓(ya)正(zheng)常(chang)，否(fou)則(ze)輸(shu)出(chu)過(guo)電(dian)壓(ya)或(huo)欠(qian)電(dian)壓(ya)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)
；duiyuzhiliumuxiancededianliuxinhao

，caiyongcaiyangdianzuduiqijinxingceliang，caiyangdianzuliangduandianyasongyunsuanfangdaqifangdahekangganraolvbochulihou
，yushedingdeguodianliuyuzhibijiao，shixiannibianqideshuchuhuoneibudianluguodianliudebaojinghechuli。yishangliangzhongbaohuxinhaojingguoluojiyuchuli，songdaodanpianjidewaibuzhongduanqingqiushuruyinjiao
，wulunhezhongqingkuangyinqideguzhangxinhao

，junkeyixiangdanpianjitichuzhongduanqingqiu，danpianjixiangyingzhongduan，tongguofengsuosuoyoukaiguanguandequdongxinhaolaishixianbaohu，tongshigeichuguzhangzhishi。

控製器采用8位AVR單片機。8位AVR MCU具備1MIPS / MHz的高速運行處理能力。超功能精簡指令集（RISC），具有32個通用工作寄存器
，克服了如8051 MCU采用單一ACC進行處理造成的瓶頸現象。快速的存取寄存器組
、單周期指令係統，大大優化了目標代碼的大小、執行效率。作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA（單一輸出），作輸入時可設置為三態高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10~20mA灌電流的能力。片內集成多種頻率的RC振蕩器
、上電自動複位、看門狗
、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，係統更加穩定可靠。片上資源豐富。將逆變器的期望輸出頻率給定值以編碼的方式輸入控製器
，CPU根據讀入的頻率代碼確定應選擇的消諧PWM控製數據，並通過內部定時控製，按此規定的PWM數據，從CPU的I/O端口輸出逆變橋開關管的驅動信號
，控製開關器件的導通和關斷，實現消諧控製。

係統軟件

逆變電源的控製軟件由主程序、定時器中斷服務程序
、外部中斷服務程序三個部分組成。主程序用來初始化單片機的工作方式，從I/O口(kou)讀(du)入(ru)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)期(qi)望(wang)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)給(gei)定(ding)值(zhi)的(de)編(bian)碼(ma)，當(dang)給(gei)定(ding)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)，其(qi)編(bian)碼(ma)值(zhi)會(hui)隨(sui)之(zhi)變(bian)化(hua)
，此(ci)時(shi)修(xiu)改(gai)頻(pin)率(lv)變(bian)化(hua)標(biao)誌(zhi)
，並(bing)在(zai)定(ding)時(shi)器(qi)中(zhong)斷(duan)服(fu)務(wu)程(cheng)序(xu)按(an)新(xin)的(de)消(xiao)諧(xie)PWM開(kai)關(guan)切(qie)換(huan)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)定(ding)時(shi)控(kong)製(zhi)，實(shi)現(xian)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)的(de)切(qie)換(huan)。定(ding)時(shi)器(qi)中(zhong)斷(duan)服(fu)務(wu)程(cheng)序(xu)主(zhu)要(yao)完(wan)成(cheng)對(dui)開(kai)關(guan)切(qie)換(huan)數(shu)據(ju)的(de)定(ding)時(shi)控(kong)製(zhi)，輸(shu)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)開(kai)關(guan)管(guan)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)，實(shi)現(xian)消(xiao)諧(xie)PWMkongzhi。waibuzhongduanfuwuchengxuzhuyaoshixiannibiandianyuandeguzhangbaohugongneng
，dangguzhangzhongduanqingqiufashengshi，danpianjijishixiangyingzhongduan，zaiquerenyouguzhangfashengshi，fengsuoqudongxinhao，bingshuchuguzhangdaima。

對於逆變電源中的單片機設計
，本篇文章通過三個知識點進行了全麵詳盡的講解，不僅對PWM控kong製zhi的de基ji本ben原yuan理li進jin行xing講jiang解jie，還hai給gei出chu了le三san相xiang逆ni變bian電dian源yuan的de主zhu電dian路lu構gou圖tu，希xi望wang大da家jia在zai閱yue讀du過guo本ben篇pian文wen章zhang之zhi後hou能neng對dui高gao頻pin逆ni變bian當dang中zhong的de單dan片pian機ji設she計ji方fang案an有you進jin一yi步bu的de了le解jie。

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