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宽范围输入逆变器的研制

於晓龙  
【摘要】: 随着电力电子技术的发展和数字信号处理器及功率器件的飞速发展,逆变电源正朝着高效率、小型化、数字化的方向发展。宽范围输入逆变器有广泛的应用前景,在航天、航空、航海、电力、通信等领域应用十分广泛,当今在光伏发电和太阳能发电系统、不间断电源UPS以及数字化电焊机中也有广泛的应用。 本文首先介绍了逆变电源的应用领域和研究现状,然后分析了常用的宽范围输入的逆变器的拓扑结构,本课题需要设计一个7KW的宽范围输入逆变器,结合课题的技术指标,选择了适当的拓扑结构,本设计选择两级变流器结构,第一级为Boost电路,将宽范围的电压输入转换为相对较小的电压范围,第二级为全桥逆变,将直流电压经过SPWM控制方式的全桥逆变输出经过LC滤波器最后输出纯正弦波。 本文分别采用新华龙公司的C8051F340单片机和TI公司的TMS320F2812的DSP芯片分别控制两级变流器,分别分析了两级变流器的工作原理对两级变流器硬件的参数进行了计算设计并确定了软件的控制方案及系统流程图,分析了SPWM控制方式的各种采样方式的原理,通过对各种采样方式的比较后确定了本设计采用非对称规则采样法的SPWM控制方式。为了得到高精度的稳态输出波形和动态响应好的波形,本设计分别采用前端电压采样和末端电压采样的双闭环控制方式,提出了一种宽范围输入逆变器的控制方法以提高动态响应。 本文还介绍了本设计逆变电源的各种辅助电路的设计,包括采样电路的设计、DSP接口电路的设计、辅助电源的设计和各种保护电路的设计等。最后本文采用Matlab Simulink软件对本系统经行了仿真,验证了本设计的参数计算的正确性及控制方案的可行性和有效性。


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