高性能逆变电源的研究+文献综述(2)
2.2.4开关管的设计 21
3控制方式 23
3.1电压微分反馈控制方式 23
3.2开环控制和闭环控制 23
3.3数字控制方式和模拟控制方式 23
3.4电压微分反馈控制 24
3.5加入瞬时电压环和微分环的单相逆变电源及其仿真 26
4 控制系统的设计 30
4. 1控制系统硬件设计 30
4.1.1 TMS320F240简介 30
4.1.2 TMS320F240资源分配 31
4.1.3抗干扰设计 32
4. 2控制系统参数 33
4.2.1控制系统误差分析 33
4.2.2数字PID控制算法 34
4.2.3 PID算法参数设计 35
1绪论
1.1 逆变电源概述
电源系统是现代电子设备不可或缺的重要组成部分。1969年诞生的逆变电源与传统的电源设备相比可靠性高，稳定度好，调节特性优良，而且体积小，重量轻，功耗低，在电子和电气领域得到了极其广泛的应用。
逆变电源运用先进的功率电子器件和高频逆变技术使传统的工频整流电源材料减少80%-90%，节能20%-30%，动态反应速度提高2-3个数量级，并向着高频化、轻量化、模块化、智能化和大容量化的方向发展。随着电力电子技术的飞速发展和各行业对电气设备控制性能要求的提高，逆变技术在许多领域的应用也越来越广泛，对电源的要求越来越高。许多行业的用电设备都不是直接使用电网提供的交流电作为电源，而是通过各种形式对电网交流电进行变换，从而得到各自所需要的电能形式。一些重要的用电部门和用电设备尤其是航空航天和舰艇对供电质量的要求越来越高，要求电压、频率、波形准确完好，动态性能良好，不能受到电网的任何干扰，要求一个干净或净化的电源条件。400Hz中频逆变电源供电系统作为世界各国广泛应用于飞机、舰艇、雷达、通信、车辆的标准供电系统，一般为高精尖的电子设备提供工作电源。
中频逆变电源作为一种电源变换装置，将工频输入电压变换为适用于工业应用的频率和电压。图1-1是典型的静止式中频电源的结构框图。工频交流电输入经整流器将交流变成直流，逆变器再将直流变成中频交流送到负载。常用的UPS式中频电源中，还有一路备用电源，在逆变器发生故障的时候通过转换开关由备用电源向负载供电。
图1.1静止式中频电源框图
一台设计良好的中频逆变电源应该包括如下部分:
(1)交流输入滤波回路及整流回路;
(2) PWM脉冲宽度调制型的逆变器;
(3)各种保护(过流和限流，过压、空载保护，电池极性和交流极性检测
电池电压过低)电路及相关指示;
(4)逻辑控制回路。
1.2逆变电源结构及控制技术的发展和现状
中频电源技术的发展和电力电子器件、微处理器、控制理论等科学的发展状况紧密联系在一起。近年来，电力电子器件的研究和制造水平得到了突飞猛进的发展，出现了许多新型的电力电子器件和线路，例如功率晶体管(GTR/BJT)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应管(Power NOSFET )、绝缘栅场控双极晶体管(工GBT)、场控晶闸管(MCT )、静电感应晶闸管(SITH)、集成门极换流晶闸管(IGCT )等，电力电子器件正朝着场控化、高集成化、大容量化、高频化的方向发展。
逆变电源按应用范围可分为两种:一种为恒压恒频电路，用于UPS及特种用途等电源装置;另一种为调压调频电路，用于交流电机调速系统。本文要研究的是恒压恒频的高性能单相逆变电源。