小功率智能化中頻逆變電源的研制

(2)共態(tài)脈沖互鎖電路。在使用IPM的過程中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)選取IPM時，若留出足夠的余量，IPM一般情況下不容易損壞，但有時仍有損壞情況發(fā)生，分析其原因，均為發(fā)生過流，通過測量微處理器輸出的PWM信號，發(fā)現(xiàn)同一橋臂的控制信號在主電路為高壓大電流情況下很容易疊加干擾信號，致使同一橋臂的兩個IGBT發(fā)生直通，導(dǎo)致模塊損壞。為此我們設(shè)計了共態(tài)脈沖互鎖電路，這樣即使有干擾，甚至由于某種原因，微處理器不能正常輸出，也能保證同一橋臂的兩個IGBT不能同時導(dǎo)通，達到保護的目的。電路圖如圖5所示。

1．7 輔助電源電路
該系統(tǒng)的電源主要有+5V、+3．3V和+15V三種。+5V為主電源，采用AC／DC模塊實現(xiàn)；+3．3V主要用于DSP系統(tǒng)，采用TPS7333芯片實現(xiàn)；+15V電源用于IPM模塊，采用金升陽公司的B0515實現(xiàn)。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本電源的控制軟件主要包括：1)雙極性SPWM控制信號程序設(shè)計；2)平均值穩(wěn)定程序設(shè)計；3)輸出過壓保護程序設(shè)計。
雙極性SPWM控制信號采用對稱規(guī)則采樣法實現(xiàn)。其中標(biāo)準正弦波(即調(diào)制波，同輸出正弦波頻率400Hz)，采用離線計算方法，首先將這些數(shù)據(jù)計算出來，并存入數(shù)組，在程序運行時調(diào)用。標(biāo)準三角波是利用DSP計數(shù)器的連續(xù)增／減計數(shù)模式實現(xiàn)的，其載波頻率為12kHz。
平均值穩(wěn)定程序采用PI調(diào)節(jié)，反饋信號經(jīng)濾波采樣后，與給定信號進行比較，其偏差送至PI調(diào)節(jié)器，改變調(diào)制度M，從而使輸出電壓維持恒定，實現(xiàn)輸出穩(wěn)壓。
輸出過壓保護采用限幅比較法，反饋信號經(jīng)濾波采樣后，與限定值進行比較，若超出，則輸出保護信號，中斷主電路運行，實現(xiàn)輸出過壓保護。
系統(tǒng)軟件由初始化模塊和定時器中斷模塊組成。初始化模塊主要完成中斷控制器、I／O控制器、事件管理器、時鐘管理器、看門狗、A／D轉(zhuǎn)換器等控制寄存器進行初始化和相關(guān)變量的初始化，初始化模塊的流程如圖6所示。初始化完成后，DSP程序進入死循環(huán)，等待中斷的發(fā)生。定時器中斷模塊的主要工作是通過片內(nèi)A／D轉(zhuǎn)換器采樣輸出電壓，作為系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制的反饋信號，通過給定信號與反饋信號進行比較，經(jīng)PI控制調(diào)節(jié)，得到相應(yīng)的控制量，經(jīng)規(guī)則采樣法計算得到每一個周期的脈沖寬度，以獲得四路PWM信號，實現(xiàn)對IPM的控制。其流程圖如圖7所示。

3 實驗
將研制的115V、400Hz中頻逆變電源接500W電阻性負載進行實驗，其實驗波形如圖8所示。

4 結(jié)論
本電源采用新型功率器件和數(shù)字控制技術(shù)，實現(xiàn)了中頻逆變電源小型化和高性能的技術(shù)要求，己在某些電氣系統(tǒng)檢測設(shè)備中使用，應(yīng)用證明該電源性能可靠、體積小、重量輕、成本低、可以保證精度，滿足使用要求。