逆变电源的数字化控制技术研究

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逆变电源的模拟控制方式存在许多问题,如控制电路元件多、灵活性差、一致性差等。针对这些问题,论文对基于菲利浦公司的单片机作为控制器的逆变电源的数字控制技术的进行了研究。数字化是逆变电源控制发展的主要方向。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和实时控制等优点。采用LPC938作为逆变器的控制核心,可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制。本文设计的电源是输出220V,50Hz,额定输出功率是3KW的单相稳定电源。首先论述了基于单片机控制稳压逆变电源的基本原理、结构和设计过程,分别给出连续、离散时间状态空间模型,并且在搭建实验电路之前,利用仿真工具软件MATLAB/SIMULINK对所设计的电路进行仿真,验证设计的可行性,对参数的确定给了依据,为逆变电源的整个控制系统的理论分析和实验奠定了基础,有利于缩短产品的设计时间,提高产品的可靠性。随后进行软硬件设计,搭建了基于单片机控制的逆变系统硬件电路。控制系统硬件设计部分给出总体硬件结构,并对信号驱动电路、缓冲电路、电平转换电路等进行了详细的设计,给出电路中元器件参数计算方法,分析硬件干扰来源,给出多种硬件抗干扰措施;控制软件则重点阐述逆变数字控制系统主要环节的设计,给出软件总体结构,应用模糊-PI控制算法,编程计算出模糊控制表,给出模糊模糊控制器的设计过程。程序采用C语言编写,提高程序的可读性,同时在软件设计中采用了抗干扰技术,提高了系统的可靠性。论文最后给出系统实验波形和相关实验数据,总结了设计中需要注意的问题,并对后续工作进行展望。仿真和实验结果证明了本系统的可行性,其研究和分析的结果为逆变电源的数字化控制的研究、完善和应用建立了基础。
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