一種單片機(jī)控制逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法

1、(19)中民(12)發(fā)明專利申請(10)申請公布號 CN 103888006(43)申請公布日 2014.06.25A(21)申請?zhí)?01410081548.3(22)申請日2014.03.07(71)申請人杭州電子科技大學(xué)地址 310018 浙江省杭州市下沙高教園區(qū) 2號大街(72)發(fā)明人高明煜詹鑫鑫王振濤李蕓黃繼業(yè)(74)專利機(jī)構(gòu) 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200杜軍人(51)Int.Cl.H02M 7/48 (2007.01)H02M 1/088 (2006.01)權(quán)利要求書1頁說明書2頁(54) 發(fā)明名稱一種單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法(57) 摘要逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字本發(fā)明公開了一種單片

2、機(jī)逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)有的逆變器系統(tǒng)驅(qū)動脈沖大多數(shù)都是由及其電路產(chǎn)生。PWM 輸出本發(fā)明中單片機(jī)利用普通定時器的模式產(chǎn)生相位差為 180°的 PWM 信號，驅(qū)動升壓電路工作。單片機(jī)利用定時器的互補(bǔ)輸出功能輸出帶有死區(qū)的互補(bǔ)的 SPWM脈沖，脈沖，可驅(qū)動逆變電路工作。本發(fā)明所產(chǎn)生的以使得頻率范圍在 0.1 400Hz 內(nèi)的正弦波電源輸出的失真度小于 2，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)逆變器電路復(fù)雜，隨著時間系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化導(dǎo)致性能發(fā)生變化的缺點(diǎn)，極大地簡化了系統(tǒng)電路， 提高了系統(tǒng)的可靠性，可以方便地拓展得到其他功能。CN 103888006 A權(quán)利要求書CN 103888006 A1

3、/1 頁1. 一種單片機(jī)步驟 ：(1)、單片機(jī)輸出逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，具體包括以下頻率均為fB 的相位差恒為 180°的 PWM 脈沖來作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個步驟 ：步驟 : 根據(jù) boost 升壓電路 PWM 驅(qū)動脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長度為carrier1，根據(jù) boost 升壓電路輸出電壓反饋，調(diào)用數(shù)字 PID 算法獲得 PWM 驅(qū)動脈沖寬度pulse1 ；步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個定時器A 和B 的對齊模式，A 定時器和B 定時器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動 A 定時器輸出一路 PWM 脈沖信號 ；在 A 定時器

4、的第一個計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開啟 B 定時器輸出第二路 PWM 脈沖信號，實(shí)現(xiàn)相位差恒為 180°的 PWM 脈沖輸出 ；步驟 ：在 A 定時器的下溢出中斷中，同時更新兩個定時器 PWM 的脈寬值 ；(2)、單片機(jī)輸出載波頻率為fH，調(diào)制信號頻率為fs 的SPWM 脈沖來作為全橋逆變電路的脈沖 , 分為五個步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為 pulse2 ； 步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個 PWM 周期長度 carrier2 和正弦波的相位增量步驟 ：每次進(jìn)入 PWM 溢出中斷時，單片機(jī)將當(dāng)前的正弦波相位 累加上一步驟中計(jì)算得到的獲得新的相位

5、即然后是否處于區(qū)間 0° ,360° 內(nèi)，如果是，則令若不是，則令步驟 ：計(jì)算下一個 PWM 脈沖寬度 pulse2 為 0.5*sin*carrier2+0.5*carrier2 ；步驟 ：用 pulse2 來更新單片機(jī)中設(shè)置 PWM 脈沖寬度的寄存器 ；步驟 ：開啟單片機(jī)PWM 信號互補(bǔ)輸出功能，即可得到一對互補(bǔ)的SPWM 脈沖信號，并且通過設(shè)置單片機(jī)中互補(bǔ)脈沖的死區(qū)時間的寄存器，來加入死區(qū)。22說明書CN 103888006 A1/2 頁一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及一種全數(shù)字式逆變器，具體涉及一種單片機(jī)沖的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法。逆變器工

6、作的驅(qū)動脈背景技術(shù)0002現(xiàn)有的逆變器系統(tǒng)，大多數(shù)都是采用及復(fù)雜電路來產(chǎn)生升壓電路和全橋逆變電路的脈沖，缺點(diǎn)是脈沖頻率的準(zhǔn)確度受環(huán)境因素影響大、可維護(hù)性差、升級。采用由單片機(jī)為的全數(shù)字式逆變器脈沖產(chǎn)生方便、準(zhǔn)確度高、受小，可以在很大程度上克服傳統(tǒng)方法的不足。發(fā)明內(nèi)容0003本發(fā)明目的在于沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動脈0004一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，具體包括以下步驟 ：0005(1)、單片機(jī)輸出頻率均為fB 的相位差恒為 180°的 PWM 脈沖來作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個步驟 ：0006步驟 : 根據(jù) boo

7、st 升壓電路 PWM 驅(qū)動脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長度為carrier1，根據(jù) boost 升壓電路輸出電壓反饋，調(diào)用數(shù)字 PID 算法獲得 PWM 驅(qū)動脈沖寬度pulse1 ；0007步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個定時器 A 和 B 的對齊模式，A 定時器和 B 定時器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動 A 定時器輸出一路 PWM 脈沖信號 ；在 A 定時器的第一個計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開啟 B 定時器輸出第二路 PWM 脈沖信號，實(shí)現(xiàn)輸出 ；相位差恒為 180°的 PWM 脈沖0008步驟 ：在 A 定時器的下溢出中斷中，同時更新兩個定時器 PWM 的脈寬值 ；0009(2)、單片

8、機(jī)輸出載波頻率為 fH，調(diào)制信號頻率為 fs 的 SPWM 脈沖來作為全橋逆變電路的pulse2 ；脈沖 , 分為五個步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個 PWM 周期長度 carrier2 和正弦波的相位增量00100011步驟 ：每次進(jìn)入 PWM 溢出中斷時，單片機(jī)將當(dāng)前的正弦波相位累加上一步驟中計(jì)算得到的獲得新的相位即然后是否處于區(qū)間0° ,360° 內(nèi)，如果是，則令若不是，則令0012步 驟 ： 計(jì) 算 下 一 個 PWM 脈 沖 寬 度 pulse2 為 0.5*sin*carrier2+0.

9、5*carrier2 ；步驟 ：用 pulse2 來更新單片機(jī)中設(shè)置 PWM 脈沖寬度的寄存器 ；330013說明書CN 103888006 A2/2 頁0014步驟 ：開啟單片機(jī)PWM 信號互補(bǔ)輸出功能，即可得到一對互補(bǔ)的SPWM 脈沖信號，并且通過設(shè)置單片機(jī)中互補(bǔ)脈沖的死區(qū)時間的寄存器，來加入死區(qū)。0015本發(fā)明的有益效果是 ：本發(fā)明所產(chǎn)生的脈沖，可以使得頻率范圍在 0.1 400Hz 內(nèi)的正弦波電源輸出的波形失真度小于 2，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)逆變器電路復(fù)雜，隨著時間系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化導(dǎo)致性能發(fā)生變化的缺點(diǎn)。本發(fā)明極大地簡化了系統(tǒng)電路，提高了系統(tǒng)的可靠性，可以方便地拓展得到其他功能。具體實(shí)施方

10、式0016一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，具體包括以下步驟 ：0017(1)、單片機(jī)輸出頻率均為fB 的相位差恒為 180°的 PWM 脈沖來作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個步驟 ：0018步驟 : 根據(jù) boost 升壓電路 PWM 驅(qū)動脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長度為carrier1，根據(jù) boost 升壓電路輸出電壓反饋，調(diào)用數(shù)字 PID 算法獲得 PWM 驅(qū)動脈沖寬度pulse1 ；0019步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個定時器 A 和 B 的對齊模式，A 定時器和 B 定時器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動 A 定時器輸出一路 PWM 脈沖信號 ；

11、在 A 定時器的第一個計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開啟 B 定時器輸出第二路 PWM 脈沖信號，實(shí)現(xiàn)輸出 ；相位差恒為 180°的 PWM 脈沖0020步驟 ：在 A 定時器的下溢出中斷中，同時更新兩個定時器 PWM 的脈寬值 ；0021(2)、單片機(jī)輸出載波頻率為 fH，調(diào)制信號頻率為 fs 的 SPWM 脈沖來作為全橋逆變電路的pulse2 ；脈沖 , 分為五個步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為0022步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個 PWM 周期長度 carrier2 和正弦波的相位增量步驟 ：每次進(jìn)入 PWM 溢出中斷時，單片機(jī)將當(dāng)前的正弦波相位累加上一0023步驟中計(jì)算得到的獲得新的相位即然后是否處于區(qū)間0° ,360° 內(nèi)，如果是，則令若不是，則令步 驟 ： 計(jì) 算 下 一