基于C8051F120的全數(shù)字移相全橋電路

1、 目錄一緒論 6二硬件部分2.1 系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)72.2 系統(tǒng)方框圖72.3 移相全橋電路設(shè)計72.4電路功能說明82.5 控制電路92.6 D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊102.7放大模塊112.8保護模塊12三軟件部分3.1 C8051F120簡介133.2 定時/計數(shù)器模塊簡介143.3程序框圖簡介163.4 PWM波形生成方法173.5 控制原理及調(diào)試方式17四系統(tǒng)輸出結(jié)果及總結(jié)4.1 輸出波形仿真184.2 結(jié)論194.3 總結(jié)19四參考文獻20緒 論移相全橋PWM控制方式是諧振變換技術(shù)與常規(guī)的PWM技術(shù)的結(jié)合。基本工作原理為：每個橋臂的兩個開關(guān)管180互補導(dǎo)通，兩個橋臂的導(dǎo)通之間相差一個相

2、位，即為移相角。通過調(diào)節(jié)此移相角的大小，來調(diào)節(jié)輸出電壓的脈沖，在變壓器的副邊得到占空比D可以調(diào)節(jié)的正負(fù)半周對稱的交流方波電壓，從而達到調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出電壓的目的。移相PWM控制方式利用開關(guān)管的結(jié)電容和高頻變壓器的漏電感作為諧振元件，利用高頻變壓器漏感儲能對功率開關(guān)管兩端輸出電容的充放電來使開關(guān)管兩端電壓下降為零，使全橋變換器的四個開關(guān)管一次在零電壓下導(dǎo)通，在緩沖電容的作用下零電壓關(guān)斷，從而有效地降低了電路的開關(guān)損耗和關(guān)斷噪聲。本系統(tǒng)由c8051f120單片機控制，通過PCA計數(shù)器控制輸出，產(chǎn)生移相全橋電壓波形，加在IGBT上，從而控制其通斷，使其能達到開關(guān)頻率25KHz，效率不低于93%的目的。

3、開題研究背景及意義隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，對電源的要求也越來越高。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源具有穩(wěn)定性能好、輸出電壓紋波小、使用可靠等優(yōu)點，但其通常都需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和重量都很大的濾波器。由于調(diào)整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必須承受較大的電壓差，導(dǎo)致調(diào)整管的功耗較大，電源效率很低，一般只有45左右。另外，由于調(diào)整管上消耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器，很難滿足現(xiàn)代電子設(shè)備發(fā)展的需要。開關(guān)電源是一種采用開關(guān)方式控制的直流穩(wěn)壓電源，通過控

4、制開關(guān)的占空比來調(diào)整輸出電壓。它以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用于以電子計算機為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源形式。開關(guān)電源現(xiàn)已應(yīng)用到所有電子設(shè)備上，取代了連續(xù)控制式的線性電源。開關(guān)電源功率變換電路和控制電路的非線性、時變性使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與設(shè)計比線性電路更為復(fù)雜。尤其現(xiàn)在的集成電路發(fā)展迅速，一個設(shè)計中可能包含很多個的晶體管，傳統(tǒng)制作的電路板來驗證的方式已經(jīng)完全不可行了。開關(guān)電源的分析、研究和設(shè)計已廣泛采用計算機仿真技術(shù)。使用該技術(shù)可以在制作實際電路之前先建立一個模擬的實驗環(huán)境，根據(jù)預(yù)先建立的電路模型構(gòu)造出系統(tǒng)的仿真模型，

5、然后對系統(tǒng)進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性分析，尋求滿足設(shè)計性能要求的元件參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計方案，減少開發(fā)過程的盲目性、復(fù)雜性，縮短開發(fā)周期，降低設(shè)計成本。硬件部分2.1系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)本課題基于移相全橋原理，設(shè)計一臺高效直流變換器，通過零壓開通ZVS實現(xiàn)開關(guān)損耗的降低。要求:1、 輸入直流電壓范圍320400V，輸出220V2、 開關(guān)頻率25KHz3、 用C8051F120單片機移相與穩(wěn)壓控制，負(fù)載調(diào)整率5%.4、 效率不低于93%2.2系統(tǒng)方框圖 系統(tǒng)框圖1 2.3移相全橋電路設(shè)計移相全橋原理圖特點是開關(guān)頻率固定，便于控制。為了提高變換器的功率密度，減少單位輸出功率的體積和重量，需要將開關(guān)頻率提高到

6、25kHz級水平。為避免開關(guān)過程中的損耗隨頻率增加而急劇上升，在移相控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用功率MOS管的輸出電容和輸出變壓器的漏電感作為諧振元件，使全橋PWM變換器四個開關(guān)管依次在零電壓下導(dǎo)通，實現(xiàn)恒頻軟開關(guān)，這種技術(shù)稱為ZVS零電壓準(zhǔn)諧振技術(shù)。由于減少了開關(guān)過程損耗，可保證整個變換器總體效率達93以上2.4電路功能說明可以看到其一個周期分為12個工作模態(tài)，由于下半周期的六個工作模態(tài)和上半周期類似，所以，只分析上半周期的工作情況。為便于分析： （1）各開關(guān)管為理想開關(guān)管； （2）輸出濾波電感Lf1=Lf2； （3）輸出電容Coss1=Coss2=Clead、Coss3=Coss4=Clag；

7、（4）電容Cb上的電壓VcbV0；模態(tài)分析：(各模態(tài)波形如上圖所示) （1）t0t1t1之前，Q1、Q4開通，副邊整流二極管D1截止、D2導(dǎo)通。Lf1上電流由于承受正壓而上升，Lf2的電流由于承受副的輸出電壓而線性減小。Q1在t1時刻關(guān)斷，原邊電流給Coss1充電、Coss2放電。 （2）t1t2t1時刻，Q1關(guān)斷，Coss1的存在使得Q1為零電壓關(guān)斷。此時，副邊電流就是Lf1中的電流。Lf1中的儲存的能量折射回原邊以及儲存在漏感中的能量給Coss1充電、Coss2放電。由于Lf1比較大、儲存在其中的能量比較大，所以，有足夠的能量給Coss1、Coss2充放電。在此期間，可認(rèn)為原邊電流保持不變

8、。這樣，Coss1、Coss2上的電壓分別為：Vc1=Ip(t1)(t-t1)/2CleadVc2=Vi-Ip(t1)(t-t1)/2Clead在t2時刻，Coss2的電壓下降到0，Q3的反并二極管導(dǎo)通，此時，Q3可實現(xiàn)零電壓開通。此模態(tài)到此結(jié)束。這段時間為2*Vi*Clead/Ip(t1) (3)t2t3這個模態(tài)中，iLf2的電流變向（此對實現(xiàn)滯后管的零電壓開通有意義），那么D2中的電流將降到0，自然關(guān)斷。D1中流過iLf1和iLf2中的電流之和。iLf2的電流變向，將被反射回原邊，進入下一個模態(tài)。 (4)t3t4中，Q2的反并二極管和Q4導(dǎo)通，Cb上的電壓由于電流始終對其充電而持續(xù)上升。副

9、邊中，D2關(guān)斷，D1導(dǎo)通流過全部負(fù)載電流。Lf1、Lf2都承受負(fù)的輸出電壓，其上電流線形減小。此模態(tài)方程仍為：iLf1=I1(t2)-V0*(t-t2)/Lf1iLf2=I2(t2)-V0*(t-t2)/Lf1所不同的是，iLf2的電流是反向的，折射回原邊有：ip(t)=-iLf2/n。此模態(tài)中，iLf2反向增加，原邊電流又開始增大。 (5)t4t5t4時刻，關(guān)斷Q4,漏感能量和Lf2的能量給Coss3放電、Coss4充電。由于Coss4的存在，Q4是零電壓關(guān)斷。Cb上電壓因為原邊電流的繼續(xù)充電而繼續(xù)上升。Lf1上的電流通過D1續(xù)流，變壓器副邊電流即是iLf2上的電流。假設(shè)此模態(tài)中，ip近似不

10、變，則Coss3、Coss4上的電壓分別為：Vcoss3=Vi-Ip(t4)*(t-t4)/2ClagVcoss4=Ip(t4)*(t-t4)/2Clag在t5時刻，Coss3上的電壓下降到0，模態(tài)結(jié)束。此模態(tài)持續(xù)時間為：2Vi*Clag/Ip(t4) (7)t6t7 Coss3電壓降到0后，Q3的反并二極管自然導(dǎo)通。此時，Q2、Q3的反并二極管都導(dǎo)通，變壓器的原邊承受反向輸入電壓。Lf2 承受正的電壓，Lf1的電壓為負(fù)的輸出電壓。iLf1電流減小、iLf2電流增大（從負(fù)的最大值開始回升），原邊電流減小。直到t6時刻，原邊電流減小到 0，此模態(tài)結(jié)束。 (7)t6t7t6時刻原邊電流減小到0，Q

11、2、Q3同時導(dǎo)通，原邊電流流經(jīng)Q2、Q3、Cb、變壓器。這段時間里，電源給負(fù)載提供能量。Cb上電壓開始下降，Lf2電流增加，開始儲能。到t7時刻，Q1關(guān)斷，進入另一個半周期。與上述各模態(tài)類似。2.5 控制電路單片機采樣輸出電壓和電感電流，采用電壓單閉環(huán)，以實現(xiàn)穩(wěn)壓并且提高系統(tǒng)的性能。PWM模塊可以輸出4路PWM波，非常適用于控制。由于PI調(diào)節(jié)器算法簡單、可靠性高，一直被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，所以本文也采用數(shù)字PI調(diào)節(jié)，將電壓環(huán)的輸出作為電流環(huán)的給定。同時，為防止可能出現(xiàn)的積分飽和的情況，在算法中加入了抗飽和環(huán)節(jié)。2.6 D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC0832介紹： DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換

12、集成芯片。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 DAC0832結(jié)構(gòu)： D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳

13、變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V+15V； VREF：基

14、準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V+10V； AGND：模擬信號地 DGND：數(shù)字信號地 DAC0832的工作方式： 根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。2.7放大模塊電壓放大器的任務(wù)是對輸入的電壓信號進行放大。要放大的信號通常是由傳感器送來的，模擬某個物理量隨時間變化的微弱電信號，利用放大器可以將這些微弱的電信號放大到足夠的強，并將放大后的信號輸送到驅(qū)動電路，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成特定的工作。執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動信號通常是變化量，所以放大電路放大的對象通常也是變化量。電壓放大器電路的組成如圖所示。圖中的VCC

15、是為放大器提供能量的直流電源；Rb是偏流電阻，該電阻的作用是為晶體管提供適當(dāng)?shù)钠秒妷?，使三極管工作在放大區(qū)；RC為集電極電阻，RL為負(fù)載電阻；C0和C1為耦合電容，它們的作用是隔離放大器的直流電源對信號源與負(fù)載的影響，并將輸入的交流信號引入放大器，將輸出的交流信號輸送到負(fù)載上。2.8保護模塊1. IGBT驅(qū)動保護電路選擇本設(shè)計采用日本富士公司的EXB841（日本富士公司的EXB系列混合集成電路是生產(chǎn)的IGBT專用驅(qū)動芯片）高速集成芯片去驅(qū)動。它本身具有驅(qū)動電流放大能力，同時具有使控制電路和IGBT所在主電路間實現(xiàn)電流隔離的功能，還具有過電流保護功能。驅(qū)動芯片EXB841的控制原理EXB841

16、的驅(qū)動主要有三個工作過程：正常開通過程、正常關(guān)斷過程和過流保護動作過程。14和15兩腳間外加PWM控制信號，當(dāng)觸發(fā)脈沖信號施加于14和15引腳時，在GE兩端產(chǎn)生約16V的IGBT開通電壓；當(dāng)觸發(fā)控制脈沖撤銷時，在GE兩端產(chǎn)生-5.1V的IGBT關(guān)斷電壓。過流保護動作過程是根據(jù)IGBT的CE極間電壓Uce的大小判定是否過流而進行保護的，Uce由二極管Vd7檢測。當(dāng)IGBT開通時，若發(fā)生負(fù)載短路等發(fā)生大電流的故障，Uce會上升很多，使得Vd7截止，EXB841的6腳“懸空”，B點和C點電位開始由約6V上升，當(dāng)上升至13V時，Vz1被擊穿，V3導(dǎo)通，C4通過R7和V3放電，E點的電壓逐漸下降，V6導(dǎo)

17、通，從而使IGBT的GE間電壓Uce下降，實現(xiàn)軟關(guān)斷，完成EXB841對IGBT的保護。射極電位為-5.1V，由EXB841內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管Vz2決定。其典型接線圖如下：圖2-19 M57962L型IGBT驅(qū)動器的原理與接線圖三軟件部分3.1 C8051F120簡介C8051F12x系列器件是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型MCU 芯片，具有64 個數(shù)字I/O 引腳（100 腳TQFP 封裝）下面列出了一些主要特性； 1 高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051 兼容的CIP-51 內(nèi)核（100MIPS 或50MIPS） 2 真正12 位或10 位、100 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關(guān)

18、3 真正8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關(guān)4 兩個12 位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式（僅C8051F12x） 5 2 周期的16 x 16 乘法和累加引擎6 128KB或64KB 可在系統(tǒng)編程的FLASH 存儲器 7 可尋址64KB 地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口 8 5 個通用的16 位定時器 9 具有6 個捕捉/比較模塊的可編程計數(shù)器/定時器陣列10 片內(nèi)看門狗定時器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器 11 內(nèi)部精確振蕩器：24.5MHz C8051f120結(jié)構(gòu)圖3.2 定時/計數(shù)器模塊簡介可編程計數(shù)器陣列 除了5個16位的通用計數(shù)器/定時器之外，C8051F1

19、2x器件中還有一個片內(nèi)可編程計數(shù)器/定時器陣列（PCA）。PCA包括一個專用的16位計數(shù)器/定時器時間基準(zhǔn)和6個可編程的捕捉/比較模塊。時間基準(zhǔn)的時鐘可以是下面的六個時鐘源之一：系統(tǒng)時鐘/12、系統(tǒng)時鐘/4、定時器0溢出、外部時鐘輸入（ECI）、系統(tǒng)時鐘和外部振蕩源/8。 每個捕捉/比較模塊都有六種工作方式：邊沿觸發(fā)捕捉、軟件定時器、高速輸出、頻率輸出、8位脈沖寬度調(diào)制器和16位脈沖寬度調(diào)制器。PCA捕捉/比較模塊的I/O和外部時鐘輸入可以通過數(shù)字交叉開關(guān)連到MCU的端口I/O引腳。 定時器 C8051F12x 和C8051F13x MCU 內(nèi)部有5 個計數(shù)器/定時器：其中定時器0 和定時器1

20、 與標(biāo)準(zhǔn)8051中的計數(shù)器/定時器兼容。定時器2、定時器3 和定時器4 是16 位自動重裝載并具有捕捉功能的定時器，可用于 ADC、DAC、方波發(fā)生器或作為通用定時器使用。這些計數(shù)器/定時器可以用于測量時間間隔，對外部事件計數(shù)或產(chǎn)生周期性的中斷請求。定時器0 和定時器1 幾乎完全相同，有四種工 作方式。定時器3 具有自動重裝載和捕捉功能。定時器2 和定時器4 完全相同，不但提供了自動重裝載和捕捉功能，還具有在外部端口引腳上產(chǎn)生50%占空比的方波的能力（電平切換輸出）。定時器0 和定時器1 的時鐘可以在5 個時鐘源中選擇，由定時器方式選擇位（T1M-T0M）和時鐘預(yù)分頻位（SCA1-SCA0）決

21、定。時鐘預(yù)分頻位為定時器0 和/或定時器1 定義一個預(yù)分頻時鐘。定時器0/1 可以被配置為使用這個預(yù)分頻時鐘或系統(tǒng)時鐘。定時器2、3、4 可以使用系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)時鐘/12 或外部振蕩器時鐘/8。 定時器0 和定時器1 還可以作為計數(shù)器使用。當(dāng)作為計數(shù)器使用時，在所分配的引腳上出現(xiàn)負(fù)跳變時計數(shù)器/定時器寄存器加1。對事件計數(shù)的最大頻率可達到系統(tǒng)時鐘頻率的四分之一。輸入信號不需要是周期性的，但在一個給定電平上的保持時間至少應(yīng)為兩個完整的系統(tǒng)時鐘周期，以保證該電平能夠被采樣。 1 定時器0 和定時器1 每個計數(shù)器/定時器都是一個16 位的寄存器，在被訪問時以兩個字節(jié)的形式出現(xiàn)：一個低字節(jié)（TL0 或

22、TL1）和一個高字節(jié)（TH0 或TH1）。計數(shù)器/定時器控制寄存器（TCON）用于允許定時器0 和定時器1 以及指示它們的狀態(tài)。通過設(shè)置IE 寄存器中的ET0 位使能定時器0 中斷，通過設(shè)置IE寄存器中的ET1 位使能定時器1 中斷。這兩個計數(shù)器/定時器都有四種工作方式，通過設(shè)置計數(shù)器/定時器方式寄存器（TMOD）中的方式選擇位T1M1-T0M0 來選擇工作方式。每個定時器都可以被獨立編程。 （1） 方式0：13 位計數(shù)器/定時器 在方式0 時，定時器0 和定時器1 被作為13 位的計數(shù)器/定時器使用。下面介紹對定時器0 的配置和操作。這兩個定時器在工作上完全相同，定時器1 的配置過程與定時器

23、0 一樣。 TH0 寄存器保持13 位計數(shù)器/定時器的8 個MSB。TL0 在TL0.4-TL0.0 位置保持5 個LSB。TL0的高3 位（TL0.7-TL0.5）是不確定的，在讀計數(shù)值時應(yīng)屏蔽掉或忽略這3 位。作為13 位定時器寄存器，計到 0x1FFF（全 1）后再計一次將發(fā)生溢出，使計數(shù)值回到 0x0000，此時定時器溢出標(biāo)志TF0（TCON.5）被置位并產(chǎn)生一個中斷（如果被允許）。定時器0 和定時器1 的時鐘可以在5 個時鐘源中選擇，由定時器方式選擇位（T1M-T0M）和時鐘預(yù)分頻位（SCA1-SCA0）決定。時鐘預(yù)分頻位為定時器0 和/或定時器1 定義一個預(yù)分頻時鐘。定時器0/1

24、可以被配置為使用這個預(yù)分頻時鐘或系統(tǒng)時鐘。定時器2、3、4 可以使用系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)時鐘/12 或外部振蕩器時鐘/8。 定時器0 和定時器1 還可以作為計數(shù)器使用。當(dāng)作為計數(shù)器使用時，在所分配的引腳上出現(xiàn)負(fù)跳變時計數(shù)器/定時器寄存器加1。對事件計數(shù)的最大頻率可達到系統(tǒng)時鐘頻率的四分之一。輸入信號不需要是周期性的，但在一個給定電平上的保持時間至少應(yīng)為兩個完整的系統(tǒng)時鐘周期，以保證該電平能夠被采樣。 定時器2、定時器3 和定時器4 定時器2、定時器3 和定時器4 是16 位的計數(shù)器/定時器，每個定時器由兩個8 位的SFR 組成：TMRnL（低字節(jié)）和TMRnH（高字節(jié)），其中n = 2、3 或4。定

25、時器2 和定時器4 具有自動重裝載、捕捉和電平切換輸出功能，可以向上或向下計數(shù)。定時器3 具有自動重裝載和捕捉功能，也可以向上或向下計數(shù)。用定時器2、3 或4 控制寄存器（TMRnCN）中的位選擇捕捉方式和自動重裝載方式。用定時器2 或4 配置寄存器（TMRnCF）中的位選擇電平切換輸出方式。這些定時器還可以在外部引腳上產(chǎn)生方波信號。與定時器0 和定時器1 一樣，定時器2、3 和4 可以使用系統(tǒng)時鐘（1、2 或12 分頻）、外部時鐘（8 分頻）或外部輸入引腳上的跳變作為時鐘源。計數(shù)器/定時器選擇位 C/Tn（TMRnCN.1）將定時器配置為計數(shù)器方式或定時器方式。清除C/Tn 將定時器配置為定

26、時器方式（即系統(tǒng)時鐘或外部輸入引腳上的跳變作為定時器的輸入）。當(dāng)C/Tn 位被置1時，將定時器配置為計數(shù)器方式（即在Tn 輸入引腳上的負(fù)跳變使計數(shù)器/定時器的寄存器加1 或減1）。定時器3 和定時器2 共享T2 輸入引腳。有關(guān)為外設(shè)選擇和配置外部I/O 引腳的詳細信息見“18.1 端口0 端口3 和優(yōu)先級交叉開關(guān)譯碼器”。定時器2 和定時器3 可用于啟動ADC 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，定時器2、定時器3 和定時器4 可用于更新DAC 輸出。只有定時器1 能用于為UART1 產(chǎn)生波特率，定時器 定時器2、定時器3 和定時器4 均可用于為UART0 產(chǎn)生波特率。 當(dāng)定時器2、定時器3 和定時器4 工作在捕捉模式

27、時，可以在下列時鐘源中選擇時鐘：SYSCK、SYSCLK/2、SYSCLK/12、外部時鐘/8、Tn 輸入引腳上的負(fù)跳變。清除C/Tn 位（TMRnCN.1）選擇系統(tǒng)時鐘/外部時鐘作為定時器的輸入?？梢杂肨MRnCF 中的時鐘選擇位TnM0 和TnM1 在系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)時鐘/12 或XTAL1/XTAL2 引腳上的外部時鐘/8 中選擇。當(dāng)C/Tn 位被置1時，Tn 輸入引腳上的負(fù)跳變使計數(shù)器/定時器的寄存器加1 或減1（即配置為計數(shù)器方式）。 2 配置定時器2、3 和4 向下計數(shù) 定時器2、定時器3 和定時器4 具有向下計數(shù)的能力。當(dāng)定時器配置寄存器中的減1 使能位（DCEN）被置1時，定時器

28、可以向上或向下計數(shù)。當(dāng)DCEN = 1 時，定時器的計數(shù)方向受TnEX 引腳上的邏輯電平的控制（定時器3 與定時器2 共享T2EX 引腳）。當(dāng)TnEX = 1 時，計數(shù)器/定時器向上計數(shù)；當(dāng)TnEX = 0 時，計數(shù)器/定時器向下計數(shù)。如果要使用該功能，TnEX 必須在數(shù)字交叉開關(guān)中被使能并且被配置為數(shù)字輸入。 注：當(dāng)DCEN = 1 時，TnEX 輸入的其它功能（即捕捉和重裝載）不可用。當(dāng)DCEN =1 時，TnEX只控制定時器的計數(shù)方向。3.3程序框圖簡介3.4PWM波形生成方法利用C805F120的PCA計數(shù)器產(chǎn)生PWM波形的基本原理是：在高速輸出并且允許CCF中斷方式下，不斷在CCF中

29、斷服務(wù)程序中將事先計算好的PWM波形的脈沖寬度累加到捕捉/比較模塊寄存器PCA0CPn（高8位PCA0CPHn和低8位PCA0CPLn）中，這樣在捕捉/比較模塊寄存器和計數(shù)器/定時器相匹配時就得到相應(yīng)的SPWM波形不斷交替的高低電平。輸出的是頻率可變的SPWM波形，既調(diào)制波頻率可變，所以在不同的頻率段設(shè)置有不同的載波比N，從而max的值只是相對固定的。規(guī)則采樣在載波三角波的固定點對正弦波進行采樣，以確定脈沖的前沿和后沿時刻，而并不管此時是否發(fā)生正弦調(diào)制波與載波三角波相交。也就是說采樣點和開關(guān)點不重合，采樣點是固定的，開關(guān)點是變化的。開關(guān)的轉(zhuǎn)換時刻可以利用簡單的三角函數(shù)在線地計算出來，滿足了微機

30、全數(shù)字控制的需要。3.5 控制原理及調(diào)試方式 采用 IGBT 管專用驅(qū)動芯片 M57962L，其輸入端接控制電路產(chǎn)生的PWM信號，其輸出可用以直接驅(qū)動 IGBT管。其特點如下： 采用快速型的光耦實現(xiàn)電氣隔離。 具有過流保護功能。當(dāng)通過8051f120產(chǎn)生移項波形后，通過D/A轉(zhuǎn)換放大后，分別加在全橋的兩組對橋上，在同一時刻，只有一組橋?qū)?，而另一組橋關(guān)閉。由于在兩對橋?qū)〞r電壓方向相反，這樣，通過調(diào)節(jié)兩對管的導(dǎo)通頻率就可以調(diào)節(jié)輸出的交流頻率。而通過調(diào)節(jié)移向橋的相位角，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。四系統(tǒng)輸出結(jié)果及總結(jié)4.1 輸出波形仿真4.2 結(jié)論全橋變換器一直都是眾多電力電子技術(shù)工作者關(guān)注和研究

31、的熱點，本文針對開關(guān)電源變換器建模進行研究，主要工作與獲得的結(jié)論如下：分析了開關(guān)電源中常見的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理特性。并針對各自的變換器建立簡化的模型，分析變換器的特性，小結(jié)了各變換器的優(yōu)缺點及在設(shè)計開關(guān)電源時選用的規(guī)則。具體分析了實際項目中的AC-DC開關(guān)電源的全橋變換器原理；分析了PWM控制電路結(jié)構(gòu)、工作原理和驅(qū)動電路；設(shè)計了高頻變壓器；建立各個部分的單個模型，仿真分析參數(shù)改變對模型性能的影響；在分模型的基礎(chǔ)上搭建了電路的整體模型，整體模型的仿真結(jié)果和實際電路的變化是一致的，這些模型對開關(guān)源的設(shè)計起著省時省力的輔助性設(shè)計的作用。移相全橋變換器可以實現(xiàn)軟開關(guān)，可以改善開關(guān)電源的效

32、率。本文也將移相全橋變換器的工作原理做了具體分析，并建立了簡化的模型，簡化模型的仿真結(jié)果波形圖符合理論的分析，實現(xiàn)其具體功能模塊化，并對全橋軟開關(guān)的改進拓?fù)溥M行局部和全部的建模仿真，得出合乎實際設(shè)計的電路模型。開關(guān)電源的計算機仿真輔助設(shè)計，對開關(guān)電源的設(shè)計和分析有著不可磨滅的作用。4.3 總結(jié)這次課程設(shè)計歷時二個星期多左右，通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)。 回顧此次課程設(shè)計，至今我們?nèi)愿锌H多，的確，從選題到定

33、稿，從理論到實踐，在整整一星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，有時候被一些小的，細的問題擋住前進的步伐，讓我們總是為了解決一個小問題而花費很長的時間。最后還要查閱其他的書籍才能找出解決的辦法。自己看起來多完美的設(shè)計在實踐下就漏洞百出了。并且我在做設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)有很多東西，也知道自己的很多不足之處，知道自己對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固現(xiàn)在也的認(rèn)真學(xué)習(xí)了。比如單片機、電力電子等課程，看起來不是很有用的東西現(xiàn)在去都集中在一塊兒了。

34、溫故而知新。課程設(shè)計開始的時候思緒全無，舉步維艱，對于理論知識學(xué)習(xí)不夠扎實的我們深感“書到用時方恨少”，于是想起圣人之言“溫故而知新”，便對知識系統(tǒng)而全面進行了梳理，遇到難處先是苦思冥想再向同學(xué)請教，終于掌握了基本理論知識，而且領(lǐng)悟諸多平時學(xué)習(xí)難以理解掌握的較難知識，學(xué)會了如何思考的思維方式，找到了設(shè)計的靈感。 思路即出路。當(dāng)初沒有思路，誠如舉步維艱，茫茫大地，不見道路。在對理論知識梳理掌握之后，茅塞頓開實踐出真知。到今天，課程設(shè)計基本告成，才切身領(lǐng)悟“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”學(xué)海無涯，學(xué)無止境。在論文即將結(jié)束時，特別感謝指導(dǎo)老師的全力指導(dǎo)，導(dǎo)師付出了大量的心血和汗水。在導(dǎo)師的嚴(yán)格要求下，我對電力電子技術(shù)的理解逐漸加深，眼界和思路大大拓寬。謹(jǐn)向?qū)煴硎局倚母兄x!感謝給予的鼓勵和支持，感謝他們在我生活和學(xué)習(xí)中的細心知道和幫助，他們淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和正直的為人，我將永遠記在心中。四參考文獻1林輝，王輝電力電子技術(shù)武漢：武漢理工大學(xué)出版社2許峰，徐殿國，王健強等軟開關(guān)大功率全橋PWM變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對比分析電力電子技術(shù)3劉勝利，嚴(yán)仰光現(xiàn)