原標(biāo)題：一款基于ARM控制的逆變器電源電路設(shè)計方案

一款基于ARM控制的逆變器電源電路設(shè)計方案通常涉及多個關(guān)鍵組成部分，包括升壓電路、逆變電路、控制電路以及反饋電路。以下是一個詳細(xì)的設(shè)計方案概述：

一、系統(tǒng)組成

逆變器系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：

1. 升壓電路：

• 功能：將低壓直流電源（如DC12V）升壓至高壓直流電（如DC170V）。

• 實(shí)現(xiàn)方式：通過推挽升壓電路實(shí)現(xiàn)，該電路由兩個參數(shù)相同的MOSFET管和升壓變壓器組成，具有效率高、損耗低的特點(diǎn)。

2. 逆變電路：

• 功能：將高壓直流電（DC170V）轉(zhuǎn)換為正弦交流電（AC110V）。

• 實(shí)現(xiàn)方式：采用基于H橋的單相全橋逆變電路，由四個MOSFET（如IRFP460N）構(gòu)成。通過控制這些MOSFET的導(dǎo)通和截止順序，可以得到所需的正弦波形。

3. 控制電路：

• 核心：以ARM控制器（如STM32F107系列）為控制核心。

• 功能：負(fù)責(zé)反饋信號的采集、數(shù)字PI閉環(huán)計算、PWM波輸出、參數(shù)設(shè)置和外部通信。

• 特點(diǎn)：該ARM芯片采用32位的Cortex M3為核心，具有高速數(shù)據(jù)處理能力、豐富的通訊單元（如以太網(wǎng)接口、USB、CAN等）以及高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

4. 反饋電路：

• 功能：將輸出電壓和電流的反饋信號處理后送入ARM處理器的片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換器。

• 作用：通過AD轉(zhuǎn)換和數(shù)字PI運(yùn)算，生成相應(yīng)的SPWM（正弦脈寬調(diào)制）脈沖信號，從而調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

二、工作原理

1. 升壓過程：

• 低壓直流電源DC12V經(jīng)過推挽升壓電路升壓、整流和濾波后，得到約DC170V的高壓直流電。

2. 逆變過程：

• 高壓直流電經(jīng)過全橋逆變電路進(jìn)行DC/AC轉(zhuǎn)換，得到交流電波形。

• 該交流電波形再經(jīng)過LC濾波器濾波，得到平滑的正弦交流電AC110V。

3. 控制過程：

• ARM控制器接收輸出電壓和電流的反饋信號，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換和數(shù)字PI運(yùn)算。

• 根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，生成相應(yīng)的SPWM脈沖信號，控制逆變電路中MOSFET的導(dǎo)通和截止。

• 通過改變SPWM的調(diào)制比，可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

三、軟件設(shè)計

1. 開發(fā)環(huán)境：

• 使用德國Keil公司的KeiluVision4軟件作為開發(fā)環(huán)境。

• 編程語言采用C語言。

2. 程序結(jié)構(gòu)：

• 程序由主程序和若干子程序組成，包括通信程序、采樣子程序、PWM中斷程序、顯示程序等。

• 進(jìn)入PWM中斷后，首先對各路反饋信號進(jìn)行采集和處理，然后經(jīng)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后產(chǎn)生PWM脈沖輸出。

四、功能特點(diǎn)

1. 高精度：采用ARM控制器和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)高精度的電壓和電流控制。

2. 小體積：整體設(shè)計緊湊，適合空間有限的應(yīng)用場景。

3. 全數(shù)字控制：所有參數(shù)均能通過顯示面板進(jìn)行設(shè)置，具備與上位機(jī)遠(yuǎn)程通信的功能。

4. 智能化：能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動功能，并在出現(xiàn)過流、過壓、過載等情況時迅速封鎖PWM脈沖和關(guān)斷MOSFET，及時顯示故障信息并報警。

綜上所述，該基于ARM控制的逆變器電源電路設(shè)計方案具有高精度、小體積、全數(shù)字控制和智能化等特點(diǎn)，適用于各種需要逆變電源的應(yīng)用場景。