一种单片机控制逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法

1、(19)中民(12)发明专利申请(10)申请公布号 CN 103888006(43)申请公布日 2014.06.25A(21)申请号201410081548.3(22)申请日2014.03.07(71)申请人杭州电子科技大学地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 2号大街(72)发明人高明煜詹鑫鑫王振涛李芸黄继业(74)专利机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200杜军人(51)Int.Cl.H02M 7/48 (2007.01)H02M 1/088 (2006.01)权利要求书1页说明书2页(54) 发明名称一种单片机实现方法(57) 摘要逆变器工作的驱动脉冲数字本发明公开了一种单片

2、机逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法。现有的逆变器系统驱动脉冲大多数都是由及其电路产生。PWM 输出本发明中单片机利用普通定时器的模式产生相位差为 180°的 PWM 信号，驱动升压电路工作。单片机利用定时器的互补输出功能输出带有死区的互补的 SPWM脉冲，脉冲，可驱动逆变电路工作。本发明所产生的以使得频率范围在 0.1 400Hz 内的正弦波电源输出的失真度小于 2，本发明克服了传统逆变器电路复杂，随着时间系统参数发生变化导致性能发生变化的缺点，极大地简化了系统电路， 提高了系统的可靠性，可以方便地拓展得到其他功能。CN 103888006 A权利要求书CN 103888006 A1

3、/1 页1. 一种单片机步骤 ：(1)、单片机输出逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法，其特征在于，具体包括以下频率均为fB 的相位差恒为 180°的 PWM 脉冲来作为 boost 升压电路的脉冲 ；包括以下三个步骤 ：步骤 : 根据 boost 升压电路 PWM 驱动脉冲频率 fB，计算得出 PWM 周期长度为carrier1，根据 boost 升压电路输出电压反馈，调用数字 PID 算法获得 PWM 驱动脉冲宽度pulse1 ；步骤 : 选择单片机的两个定时器A 和B 的对齐模式，A 定时器和B 定时器的计数模式保持一致，启动 A 定时器输出一路 PWM 脉冲信号 ；在 A 定时器

4、的第一个计数上溢出中断中，开启 B 定时器输出第二路 PWM 脉冲信号，实现相位差恒为 180°的 PWM 脉冲输出 ；步骤 ：在 A 定时器的下溢出中断中，同时更新两个定时器 PWM 的脉宽值 ；(2)、单片机输出载波频率为fH，调制信号频率为fs 的SPWM 脉冲来作为全桥逆变电路的脉冲 , 分为五个步骤实现 ；将 PWM 周期长度记为 carrier2，PWM 脉冲宽度为 pulse2 ； 步骤 ：先计算出载波 fH 下每个 PWM 周期长度 carrier2 和正弦波的相位增量步骤 ：每次进入 PWM 溢出中断时，单片机将当前的正弦波相位 累加上一步骤中计算得到的获得新的相位

5、即然后是否处于区间 0° ,360° 内，如果是，则令若不是，则令步骤 ：计算下一个 PWM 脉冲宽度 pulse2 为 0.5*sin*carrier2+0.5*carrier2 ；步骤 ：用 pulse2 来更新单片机中设置 PWM 脉冲宽度的寄存器 ；步骤 ：开启单片机PWM 信号互补输出功能，即可得到一对互补的SPWM 脉冲信号，并且通过设置单片机中互补脉冲的死区时间的寄存器，来加入死区。22说明书CN 103888006 A1/2 页一种单片机逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法技术领域0001本发明涉及一种全数字式逆变器，具体涉及一种单片机冲的数字实现方法。逆变器工

6、作的驱动脉背景技术0002现有的逆变器系统，大多数都是采用及复杂电路来产生升压电路和全桥逆变电路的脉冲，缺点是脉冲频率的准确度受环境因素影响大、可维护性差、升级。采用由单片机为的全数字式逆变器脉冲产生方便、准确度高、受小，可以在很大程度上克服传统方法的不足。发明内容0003本发明目的在于冲数字实现方法。现有技术的不足，提出一种单片机逆变器工作的驱动脉0004一种单片机逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法，具体包括以下步骤 ：0005(1)、单片机输出频率均为fB 的相位差恒为 180°的 PWM 脉冲来作为 boost 升压电路的脉冲 ；包括以下三个步骤 ：0006步骤 : 根据 boo

7、st 升压电路 PWM 驱动脉冲频率 fB，计算得出 PWM 周期长度为carrier1，根据 boost 升压电路输出电压反馈，调用数字 PID 算法获得 PWM 驱动脉冲宽度pulse1 ；0007步骤 : 选择单片机的两个定时器 A 和 B 的对齐模式，A 定时器和 B 定时器的计数模式保持一致，启动 A 定时器输出一路 PWM 脉冲信号 ；在 A 定时器的第一个计数上溢出中断中，开启 B 定时器输出第二路 PWM 脉冲信号，实现输出 ；相位差恒为 180°的 PWM 脉冲0008步骤 ：在 A 定时器的下溢出中断中，同时更新两个定时器 PWM 的脉宽值 ；0009(2)、单片

8、机输出载波频率为 fH，调制信号频率为 fs 的 SPWM 脉冲来作为全桥逆变电路的pulse2 ；脉冲 , 分为五个步骤实现 ；将 PWM 周期长度记为 carrier2，PWM 脉冲宽度为步骤 ：先计算出载波 fH 下每个 PWM 周期长度 carrier2 和正弦波的相位增量00100011步骤 ：每次进入 PWM 溢出中断时，单片机将当前的正弦波相位累加上一步骤中计算得到的获得新的相位即然后是否处于区间0° ,360° 内，如果是，则令若不是，则令0012步 骤 ： 计 算 下 一 个 PWM 脉 冲 宽 度 pulse2 为 0.5*sin*carrier2+0.

9、5*carrier2 ；步骤 ：用 pulse2 来更新单片机中设置 PWM 脉冲宽度的寄存器 ；330013说明书CN 103888006 A2/2 页0014步骤 ：开启单片机PWM 信号互补输出功能，即可得到一对互补的SPWM 脉冲信号，并且通过设置单片机中互补脉冲的死区时间的寄存器，来加入死区。0015本发明的有益效果是 ：本发明所产生的脉冲，可以使得频率范围在 0.1 400Hz 内的正弦波电源输出的波形失真度小于 2，本发明克服了传统逆变器电路复杂，随着时间系统参数发生变化导致性能发生变化的缺点。本发明极大地简化了系统电路，提高了系统的可靠性，可以方便地拓展得到其他功能。具体实施方

10、式0016一种单片机逆变器工作的驱动脉冲数字实现方法，具体包括以下步骤 ：0017(1)、单片机输出频率均为fB 的相位差恒为 180°的 PWM 脉冲来作为 boost 升压电路的脉冲 ；包括以下三个步骤 ：0018步骤 : 根据 boost 升压电路 PWM 驱动脉冲频率 fB，计算得出 PWM 周期长度为carrier1，根据 boost 升压电路输出电压反馈，调用数字 PID 算法获得 PWM 驱动脉冲宽度pulse1 ；0019步骤 : 选择单片机的两个定时器 A 和 B 的对齐模式，A 定时器和 B 定时器的计数模式保持一致，启动 A 定时器输出一路 PWM 脉冲信号 ；

11、在 A 定时器的第一个计数上溢出中断中，开启 B 定时器输出第二路 PWM 脉冲信号，实现输出 ；相位差恒为 180°的 PWM 脉冲0020步骤 ：在 A 定时器的下溢出中断中，同时更新两个定时器 PWM 的脉宽值 ；0021(2)、单片机输出载波频率为 fH，调制信号频率为 fs 的 SPWM 脉冲来作为全桥逆变电路的pulse2 ；脉冲 , 分为五个步骤实现 ；将 PWM 周期长度记为 carrier2，PWM 脉冲宽度为0022步骤 ：先计算出载波 fH 下每个 PWM 周期长度 carrier2 和正弦波的相位增量步骤 ：每次进入 PWM 溢出中断时，单片机将当前的正弦波相位累加上一0023步骤中计算得到的获得新的相位即然后是否处于区间0° ,360° 内，如果是，则令若不是，则令步 骤 ： 计 算 下 一