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

1、(19)中民(12)發(fā)明專利申請(qǐng)(10)申請(qǐng)公布號(hào) CN 103888006(43)申請(qǐng)公布日 2014.06.25A(21)申請(qǐng)?zhí)?01410081548.3(22)申請(qǐng)日2014.03.07(71)申請(qǐng)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(hào)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(yè)說(shuō)明書2頁(yè)(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(dòng)脈沖數(shù)字本發(fā)明公開(kāi)了一種單片

2、機(jī)逆變器工作的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)有的逆變器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)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(shí)器的模式產(chǎn)生相位差為 180°的 PWM 信號(hào)，驅(qū)動(dòng)升壓電路工作。單片機(jī)利用定時(shí)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(dòng)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(shí)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(jiǎn)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(yè)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(dòng)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(lái)作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個(gè)步驟 ：步驟 : 根據(jù) boost 升壓電路 PWM 驅(qū)動(dòng)脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長(zhǎng)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(dòng)脈沖寬度pulse1 ；步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器A 和B 的對(duì)齊模式，A 定時(shí)器和B 定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動(dòng) A 定時(shí)器輸出一路 PWM 脈沖信號(hào) ；在 A 定時(shí)器

4、的第一個(gè)計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開(kāi)啟 B 定時(shí)器輸出第二路 PWM 脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)相位差恒為 180°的 PWM 脈沖輸出 ；步驟 ：在 A 定時(shí)器的下溢出中斷中，同時(shí)更新兩個(gè)定時(shí)器 PWM 的脈寬值 ；(2)、單片機(jī)輸出載波頻率為fH，調(diào)制信號(hào)頻率為fs 的SPWM 脈沖來(lái)作為全橋逆變電路的脈沖 , 分為五個(gè)步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長(zhǎng)度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為 pulse2 ； 步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個(gè) PWM 周期長(zhǎng)度 carrier2 和正弦波的相位增量步驟 ：每次進(jìn)入 PWM 溢出中斷時(shí)，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(gè) PWM 脈沖寬度 pulse2 為 0.5*sin*carrier2+0.5*carrier2 ；步驟 ：用 pulse2 來(lái)更新單片機(jī)中設(shè)置 PWM 脈沖寬度的寄存器 ；步驟 ：開(kāi)啟單片機(jī)PWM 信號(hào)互補(bǔ)輸出功能，即可得到一對(duì)互補(bǔ)的SPWM 脈沖信號(hào)，并且通過(guò)設(shè)置單片機(jī)中互補(bǔ)脈沖的死區(qū)時(shí)間的寄存器，來(lái)加入死區(qū)。22說(shuō)明書CN 103888006 A1/2 頁(yè)一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(lái)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(jí)。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(dòng)脈0004一種單片機(jī)逆變器工作的驅(qū)動(dòng)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(lái)作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個(gè)步驟 ：0006步驟 : 根據(jù) boo

7、st 升壓電路 PWM 驅(qū)動(dòng)脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長(zhǎng)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(dòng)脈沖寬度pulse1 ；0007步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器 A 和 B 的對(duì)齊模式，A 定時(shí)器和 B 定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動(dòng) A 定時(shí)器輸出一路 PWM 脈沖信號(hào) ；在 A 定時(shí)器的第一個(gè)計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開(kāi)啟 B 定時(shí)器輸出第二路 PWM 脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出 ；相位差恒為 180°的 PWM 脈沖0008步驟 ：在 A 定時(shí)器的下溢出中斷中，同時(shí)更新兩個(gè)定時(shí)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(hào)頻率為 fs 的 SPWM 脈沖來(lái)作為全橋逆變電路的pulse2 ；脈沖 , 分為五個(gè)步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長(zhǎng)度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個(gè) PWM 周期長(zhǎng)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(shí)，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(gè) PWM 脈 沖 寬 度 pulse2 為 0.5*sin*carrier2+0.

9、5*carrier2 ；步驟 ：用 pulse2 來(lái)更新單片機(jī)中設(shè)置 PWM 脈沖寬度的寄存器 ；330013說(shuō)明書CN 103888006 A2/2 頁(yè)0014步驟 ：開(kāi)啟單片機(jī)PWM 信號(hào)互補(bǔ)輸出功能，即可得到一對(duì)互補(bǔ)的SPWM 脈沖信號(hào)，并且通過(guò)設(shè)置單片機(jī)中互補(bǔ)脈沖的死區(qū)時(shí)間的寄存器，來(lái)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(shí)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(jiǎn)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(dòng)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(lái)作為 boost 升壓電路的脈沖 ；包括以下三個(gè)步驟 ：0018步驟 : 根據(jù) boost 升壓電路 PWM 驅(qū)動(dòng)脈沖頻率 fB，計(jì)算得出 PWM 周期長(zhǎng)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(dòng)脈沖寬度pulse1 ；0019步驟 : 選擇單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器 A 和 B 的對(duì)齊模式，A 定時(shí)器和 B 定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式保持一致，啟動(dòng) A 定時(shí)器輸出一路 PWM 脈沖信號(hào) ；

11、在 A 定時(shí)器的第一個(gè)計(jì)數(shù)上溢出中斷中，開(kāi)啟 B 定時(shí)器輸出第二路 PWM 脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出 ；相位差恒為 180°的 PWM 脈沖0020步驟 ：在 A 定時(shí)器的下溢出中斷中，同時(shí)更新兩個(gè)定時(shí)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(hào)頻率為 fs 的 SPWM 脈沖來(lái)作為全橋逆變電路的pulse2 ；脈沖 , 分為五個(gè)步驟實(shí)現(xiàn) ；將 PWM 周期長(zhǎng)度記為 carrier2，PWM 脈沖寬度為0022步驟 ：先計(jì)算出載波 fH 下每個(gè) PWM 周期長(zhǎng)度 carrier2 和正弦波的相位增量步驟 ：每次進(jìn)入 PWM 溢出中斷時(shí)，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