本文将探讨一种采用ARM芯片控制的逆变器电源电路设计及其实际应用。
一、系统软件设计
系统软件主要基于STM32芯片开发,使用德国Keil公司的KeiluVision4环境和C语言编程。软件结构包括主程序和若干子程序,如通信、采样、PWM中断和显示程序。在PWM中断中,首先收集和处理反馈信号,通过数字PI调节器计算后生成PWM脉冲,再通过驱动电路驱动MOSFET,实现闭环控制。系统通过数码显示面板设置参数,并在故障时通过蜂鸣器发出警报。
二、硬件电路设计
硬件设计中心是CPU,负责信号采集、计算和PWM波形输出。选用STM公司的STM32F107 ARM芯片,具备高速处理和通讯功能。驱动和逆变电路采用四个MOSFET的H桥全桥结构。滤波电路采用LC低通滤波器,优化输出电压的谐波失真和系统响应。推挽升压电路使用两个参数相同的MOSFET和升压变压器,确保高效率和低损耗。
三、SPWM方案选择
介绍了两种SPWM方案:一是使用传统PWM控制芯片如SG3525生成脉宽调制信号,二是通过CPU软件生成SPWM脉冲,后者通过软件调整脉宽,提高精度并简化外围电路。最终选择STM32F107 ARM控制器来完成SPWM脉冲的生成和逆变器控制。
四、逆变器总体方案
描述了逆变器的组成,包括升压、逆变、控制和反馈电路。详述了通过升压电路将低压直流转换为高压直流,再通过全桥逆变电路转换为交流电,并通过LC滤波器进行滤波。逆变器以ARM控制器为核心,通过反馈信号调整SPWM的调制比,实现输出电压的精确控制。
五、实验结果与总结
介绍了实验中使用CPU生成的SPWM脉冲波形,以及逆变器在负载条件下的电压和电流波形。总结了ARM控制逆变器的设计优点,如高精度控制、小体积和全数字操作。强调了其软启动功能和故障响应能力,提高了逆变器的可靠性和智能化水平。
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