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基于單片機(jī)的UPS數(shù)字化鎖相技術(shù)

作者: 時(shí)間:2012-11-05 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

(3)周期中斷程序 在旁路電壓捕獲中斷程序中,已得到一個(gè)逆變器輸出電壓周期總的載波周期調(diào)節(jié)量。此時(shí),采用文獻(xiàn)[4]中提到的分組順序插補(bǔ)方式再調(diào)制SPWM,可大大提高一個(gè)正弦周期的最小相位差與相位控制分辨率之比。

圖5示出逆變器輸出電壓CAP的中斷程序、周期中斷程序、數(shù)字鎖相程序流程圖??梢?jiàn),相臨的兩次輸入輸出捕獲中斷獲取輸入輸出的相位值。在輸入中斷中,兩值相減得到相位差,繼而判斷相位差處于何種范圍,在程序中對(duì)于相位差的大小劃分成大中小3個(gè)區(qū)間,采用分段式變PI調(diào)節(jié),在大區(qū)間,P和I的參數(shù)值都較大;在中區(qū)間,P的值保持不變,I的值減小;在小區(qū)間,P和I的值都較小。這樣可滿足快而準(zhǔn)的鎖相要求。經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器計(jì)算得到一個(gè)輸出周期的調(diào)節(jié)量△-pll,把它累加到上次的T2PR上。在周期中斷中,通過(guò)分組線性插補(bǔ)的再調(diào)制方式,將該程序分為兩組,計(jì)算每次載波周期的周期值 Tc,并賦給PMOD。其中,市電相位相當(dāng)于給定,而逆變器的輸出電壓相位相當(dāng)于反饋,PI的輸出用以微調(diào)載波周期Tc。設(shè)計(jì)合理的PI調(diào)節(jié)器參數(shù),可確保鎖相過(guò)程快速、穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

2.5 分組線性插補(bǔ)與鎖相精度[5]

一個(gè)系統(tǒng)中,當(dāng)晶振頻率為f,載波最小數(shù)單位為1,則最小時(shí)基對(duì)應(yīng)1/f,記為T(mén)1。載波由采用連續(xù)增減方式的計(jì)數(shù)器形成,每個(gè)載波周期的最小控制誤差為2T1,載波比為N,則每個(gè)輸出正弦周期的最小相位差為2NTl,相位控制分辨率為2NT1/T(T為輸出正弦周期)。由文獻(xiàn)[4]可知,采用分組線性插補(bǔ)再調(diào)制方法后,最小相位差為2DTl,相位控制分辨率為2DTl/T。由此可見(jiàn),采用分組線性插補(bǔ)再調(diào)制方法后,相位控制分辨率提高了N/D倍,所分組數(shù)D越小,控制分辨率越高。這里,N=64,f=8MHz,則T1=125ns,逆變器的輸出正弦周期T=20ms,若不采用分組線性插補(bǔ),則每個(gè)正弦周期最小相位差為 64×2×125ns=16μs,即(16μs/20ms)×3600=0.2880,相位控制分辨率為2×64×125ns/20ms=0.08%。若采用分組線性插補(bǔ)的方法,取D=2,則每個(gè)正弦周期最小相位差為2×2×125ns=0.5μs,即(0.5μs/20ms)×3600=00090,相位控制分辨率為2×2×125ns/20ms=0.0025%。采用分組線性插補(bǔ)后,每個(gè)周期的最小相位差減小了,同時(shí)相位控制分辨率也有很大的提高,可以實(shí)現(xiàn)高精度的鎖相控制。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該鎖相方法已成功用于50Hz/220V在線式的鎖相控制中。圖6示出逆變器的輸出電壓uoi和旁路電壓ub實(shí)驗(yàn)波形。

4 結(jié)論

探討了采用的數(shù)字鎖相控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,其鎖相精度高,易于實(shí)現(xiàn),而且可以很好地實(shí)現(xiàn)逆變器輸出電壓的同步鎖相。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。


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