基于XC164单片机的智能化三相正弦波变频电源

基于单片机智能化和开关电源高效率的特点,研制出一种以XC164单片机作为核心控制模块的智能型三相正弦波变频电源。讨论了系统的硬件、软件设计和正弦脉宽调制(SPWM)波的生成和输出稳压方案的设计,采用了实时电压跟踪SPWM技术,使单片机在变频电源系统中得到了有效的应用。实验结果表明该系统具有良好的稳压性能和很小的波形失真,并且能够进行自检测、过流、过压、过热和短路保护等功能。     

大功率交流恒流源自适应PWM策略研究及应用

在此针对如何减小交流恒流输出波形局部失真带来的谐波问题展开研究,提出了一种自适应脉宽调制(PWM)策略。该策略采用等效面积原理的自适应补偿正弦脉宽调制(SPWM)波方法,即利用小波变换实时分析电流波形畸变的相位和幅值,并根据分析结果动态修正SPWM载波的脉宽,从而实现误差补偿。该补偿算法由基于ARM内核的嵌入式系统完成,通过实验测试验证了该方法的正确性和可行性。测试数据表明:控制算法改进后的各项技术指标均优于改进前。系统最大输出电流可达100 A,电流相对误差不超过0.32%:电流THD小于1.1%,能满足低压电器生产检测领域对恒流输出的要求,有一定的市场应用前景。     

基于FPGA的SPWM变频调压电源研究

针对传统纯硬件电路及纯软件编程的不足,设计了基于FPGA的SPWM变频调压电源,其主电路采用AC-DC-AC形式。分析了SPWM调压原理,研究了借助DDS、可逆计数器分别生成正弦调制波、三角载波,在FPGA EP2C35F672C6内以不规则采样方式生成SPWM信号,经驱动电路驱动IGBT的控制方案。仿真与实验证实了该设计方案的有效性。     

标准正弦波电源的SPWM调制方式的实现

本文给出一种输出为标准正弦波的电源的SPWM调制方式的实现方法,相位相差180°的两个正弦波经过三角波调制成方波,方波进入GAL,通过逻辑运算,得到SPWM波,作为MOS管的驱动.该方式用在安规表上,取得很好的效果.     

数字SPWM方法对系统延时的影响

首先定量分析了对称规则采样和不对称规则采样正弦脉宽调制(SPWM)方法引入的延时,然后介绍了3种改进的SPWM方法:改进的不对称规则采样法、多次采样固定更新法和多次采样立即更新法,并对每种方法引入的延时进行了分析。最后,采用DSP和现场可编程门阵列(FPGA),以同一个正弦信号为参考,同时生成了5种方法的SPWM波形,得到了各个波形基波分量与参考信号的相位差。从相位差可得到各种方法相对于参考信号的延时,与理论分析相一致,证明了所提的3种改进的SPWM方法可以有效地减小延时。     

准Z源光伏并网逆变器新型PWM调制策略

准Z源逆变器同一组逆变桥臂上下功率管可同时开通,此时,其工作于直通状态,这是传统电压型逆变器不允许的工作状态,准Z源逆变器就是利用该直通来实现其升压功能,为不影响正弦脉宽调制(SPWM)输出电流,都是将直通状态插入在传统SPWM零状态中,故其调制方式与一般逆变系统不同。当前数字SPWM波产生通常利用自然采样法原理,采用数字或模拟方法产生三角波和正弦波,再使用比较器对产生的三角波和正弦波进行比较得到SPWM波。此种方式实现简单但耗费太多硬件资源且不能快速及时响应系统动态变化。在此提出一种变采样周期的新型数字SPWM实现方式。实验结果表明,此种调制方式在节约硬件资源的同时能快速及时的响应系统动态变化,改善逆变器并网电流的波形质量,提高系统的逆变效率。     

一种新的基于FPGA的多路SPWM波形发生器

多电平技术的发展,要求高性能的多路SPWM控制器.有学者提出用DSP和FPGA联合产生多路SPWM的方法,但其过分地依赖DSP,并且整个系统复杂,工作效率低.针对这一情况,提出一种完全由FPGA产生多路SPWM波形的方法,并在Altera的FPGA中得以实现.通过对存储在FPGA中的正弦波数据和三角波数据的比较,产生24路SPWM波形,通过改变时钟频率,来实时调节SPWM波形的输出频率,利用内部分频器,方便调节死区时间和载波频率.该发生器可独立工作,也可和DSP等上位机协同工作,还可作为IP核嵌入到其他系统中.设计中采用优化的思想,既节省了芯片的资源,又提高了芯片的效率.实验与仿真证明,该控制器简单、高效,易于实现,方便产生任意个数的SPWM波形.     

互变参数双混沌调制SPWM波生成原理及实现方法

利用混沌序列对三角波进行混沌扩频,进而实现混沌脉宽调制(pulse width modulation,PWM),可以达到降低正弦脉宽调制波(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)谐波峰值、减少机械谐振等目的。针对传统SPWM波混沌调制在实现时混沌序列很快进入周期以及运算量大的问题,该文提出一种由传统Logistic混沌映射和Tent混沌映射相结合的改进的互变参数双混沌序列映射,并给出对应的SPWM波生成方法。与传统混沌序列生成方法相比,该方法具有较低的运算资源消耗,较快的运算速度和较好的混沌性,且混沌序列周期明显增加。接着给出基于现场可编辑逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的硬件实现方法,并将该方法生成的SPWM波与其他调制方法生成的SPWM波进行对比分析。结果表明,该算法实现简单,占用资源少,并可明显降低谐波峰值。     

一种级数混合运算产生SPWM波新方法

提出了一种产生正弦脉宽调制波的新方法。介绍了采用级数混合运算产生数字化正弦波数据的基本原理,不需要专门的ROM存储器,利用传统查表法就能够得到所需要的SPWM信号。基于所提出的方法设计了一种通用型SPWM波形发生器,利用FPGA内部的RAM资源例化成所需要的虚拟ROM存储器,用来存储由级数混合运算得到的1/4周期数字化正弦波数据,然后利用中心对称和轴对称运算得到整周期的正弦波,与三角形载波进行比较后输出SPWM信号。实验结果表明,该SPWM发生器具有可靠性高,电路结构简单,使用灵活等特点。采用所提出的方法设计的SPWM光伏逆变器已投入应用,性能良好,工作稳定。     

新型多重载波无死区SPWM

传统正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)加入死区后会产生逆变器输出电压能力下降、出现相位偏差和电流波形畸变等问题。为了改善逆变器交流侧电流输出波形,解决传统SPWM加入死区后出现的问题,提出一种新型多重载波无死区SPWM调制方法,该方法对调制波采用多重载波调制,产生多路驱动信号,并把电流矢量变换到dq轴进行滤波,根据滤波后电流的方向,采用简单的逻辑运算确定开关管的驱动信号,实现无死区效应的调制方法。该调制方法解决了传统SPWM+死区方法中死区效应导致波形畸变的问题,从根本上解决了死区问题,逆变交流侧输出波形不畸变,正弦度良好。通过理论分析和实验验证该方法的正确性。     

基于dsPIC30F2010的无刷直流电动机正弦波驱动系统设计

针对具有霍尔位置传感器的无刷直流电动机,以dsPIC30F2010为核心控制单元,给出了一种正弦波驱动无刷直流电动机的新方法。根据三相Hall位置信号所包含的位置和速度信息,获得正弦调制波的周期和幅值,并利用不对称规则采样法生成六路SPWM信号。仿真和实验结果显示该方法能够在低成本的前提下,实现正弦波驱动无刷直流电动机平稳运行。     

基于综合补偿的磁场发生器的研制

本文介绍了一种磁场发生装置,通过负载补偿和移相补偿,较好地实现了对于电感负载,从输入电压信号到相同波形电流输出的转换。重点阐述了该装置Helmholtz线圈的设计思路、负载补偿和移相补偿的工作原理及补偿参数的选定。经过实验验证,对于正弦波、三角波和方波,负载输出电流波形跟踪良好。     

基于FPGA的DDS多路信号源设计

提出了一种基于FPGA的DDS多路信号源的原理方案和实现方法.该信号源以高精度D/A转换器为核心构成波形重构电路.使用电子模拟开关实现多路信号输出切换.设计的信号源可同时输出32路,波形信号可为正弦波、锯齿波、三角波和矩形波,且输出信号的频率、幅值和偏置灵活可调.     

基于DDS的SPWM自然采样法硬件实现

提出了一种正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称SPWM)自然采样法的全数字硬件实现方案.它利用直接数字合成(Direct Digital Synthesis,简称DDS)技术,产生频率稳定的三角载波和正弦调制波,经高速模拟比较器比较,其输出状态在波形交点时刻自动翻转,从而控制相应的开关器件通断,完全避免了实时计算.以三相SPWM调制电路为例,详细介绍了方案的实现原理及软硬件设计.实测结果表明了该方案的有效性.整个系统以高速微控制器为核心,可方便地实现输出频率和载波比的在线调整,采用不同外围电路,即可实现多种类型的PWM电路控制.     

基于FPGA/MCU多功能信号发生器的设计与实现

针对采用直接数字式频率合成(DDS)芯片无法直接产生多种信号波形的情况,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)和高速微处理器(MCU)构建DDS技术,实现多功能高精度信号发生器的设计方案.发生器主要由基于FPGA的DDS电路、MCU控制、DAC、增益可控放大器(VGA)、功率放大(PA)、低通滤波器(LPF)、人机接口、系统时钟及电源等电路组成.MCU选用C8051F020芯片,它主要负责与外界的接口及系统控制.多功能信号发生器软件设计采用QuartusⅡ和Keilμv3开发软件,用VHDL和C语言编程实现,给出了系统软件主控流程图.所设计的多功能信号发生器可产生正弦波、方波和三角波,测试表明各项参数性能优于技术指标.     

数字式单相和三相基准正弦波信号发生器

提出了一种采用数字合成与移相电路相结合的方法来生成单相和三相基准正弦波的方法。详细地分析了其电路工作原理和参数的选择，并给出了试验结果。实验表明采用该方法生成的单相和三相正弦波具有频率精确度高、波形失真小、幅值稳定且连续可调等优点，且电路结构简单实用，是各种测量和控制电路中理想的单相和三相基准正弦信号发生器。     

正弦脉宽调制波通用谐波计算与分析方法

针对采样型正弦脉宽调制(SPWM)技术中几种传统实现方法各有优缺点的问题,特别是在谐波含量这一重要指标上的比较,提出了一种谐波通用计算与分析方法,可作为SPWM新技术研究的辅助工具.基于MATLAB数值计算和傅里叶级数,以不对称规则采样法SPWM波的生成及其谐波计算为例,详细分析了脉宽调制(PWM)波的各次谐波和总谐波...     

基于PIC单片机的逆变电路设计初探

针对现代电源变频调幅的要求,提出了利用PIC16F873产生SPWM波控制IR2136触发IGBT产生PWM波作用于逆变器产生标准的正弦波形,从而实现变频调幅。同时利用AD模块对逆变桥输出进行采样并进行滤波处理,实现对系统的PI闭环控制。通过MATLAB中的SIMULINK组件进行仿真分析,结果表明此方案输出电压动态响应速度快,具有良好的精度控制及实时性、波形失真小、可靠性高。     

级联H桥型静止同步补偿器触发脉冲的快速生成方法

详细分析基于对称规则采样和不对称规则采样的正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)脉冲生成方法的特点,并介绍一种应用在级联H桥型变流装置中的载波相移正弦脉宽调制(carrier phase-shifted sine pulse width modulation,CPS-SPWM)脉冲生成时序,在此基础上,提出一种基于不对称规则采样的CPS-SPWM脉冲的快速生成方法。分析研究基于该方法的级联H桥型变流装置输出电压的基波特性。理论分析、仿真和实验结果表明,该方法相对基于对称规则采样的CPS-SPWM脉冲生成方法,既没有增加采样频率,也没有增加计算工作量。同时,装置输出电压的基波分量不仅延时缩小1半,仅滞后调制波1/4个载波周期,而且幅值有所提高,波形的不对称性也有所改善。