单相正弦波逆变电源的设计-精品 - 图文(4)

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调制法还可分为单极性调制和双极性调制。单极性调制，就是调制波为期望的波形，而载波的三角波只有在半个周期有波形，也就是说三角波要么在半个周期是正的波形，要么是负的波形。在载波与调制波的交点时刻发出脉冲信号，去控制开关管。这就是单极性的控制方式；双极性调制，就是载波在半个周期内是正负同时存在的，而调制波依然是期望的波形，在调制波与载波的交点处，发出脉冲信号，去控制开关管。关于如何采用单极性和双极性的PWM控制方法去控制开关管的方法如下，其中ur为调制波信号，uc为载波信号。

（1）对单相全桥式逆变电路采用单极性PWM控制方式：在载波ur和调制波uc

的交点时刻，用脉冲去准确控制MOSFET的通断。在ur的正半周时，要让V1要保持导通，V2要保持关断，当ur>uc时要让V4保持导通，同时要让V3要保持关断，这时uo=Ud，当uruc时让V3保持关断，而V4保持导通，这时uo=0，虚线uof表示uo的基波分量[10]。其波形如图4.3所示

图4.3 单极性PWM控制方式波形

（2）对单相全桥式逆变电路采用双极性的PWM控制方式：在ur半个周期内，

三角波载波有正有负，所得PWM波也是有正有负。在ur一周期内，输出PWM波只有±Ud两种电平，仍在调制信号ur和载波信号uc的交点控制器件通断。ur正负半周对各开关器件的控制规律相同，当ur >uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断的信号。如在io>0时，要给V1和V4保持导通，如在io<0，VD1和VD4保持

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导通，这时 uo=Ud，当ur0时，VD2和VD3保持导通，uo=-Ud。波形如图4.4所示。

图4.4 双极性PWM控制方式波形

单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制。我采用单极性调制方式来控制四个开关管，得到所需的波形[11]。

4.2 用STM32发双极性的SPWM波 4.2.1 关于STM32单片机

STM32系列单片机是为了满足一些具有性能高效，成本低廉和功率消耗低的嵌入式应用系统，而专门设计的具有ARM Cortex-M内核的新型单片机。

STM32F105和STM32F107的STM32系列的两种单片机是互连型系列的微控制

器。在这两种控制器出现之前，意大利和法国的半导体公司就已经推出一系列的品种。具体有：STM32基本型系列、USB基本型系列、增强型系列、互补型系列；并且，现在的一些新型系列产品一直沿用其增强型系列的具有72MHz处理频率的内核。这些控制器的内存有64KB到256KB的Flash RAM，同时还有20KB到64KB的嵌入式的SRAM。现在的新系列产品大多都采用LQFP64、LQFP100、LFBGA100这三种封装方式。但是，不同的封装形式必须要保持引脚的排列是一致的。按照

STM32开发平台的设计内容的具体要求，使用这种处理器的人员要能利用该产品具

有可不断优化的功能，能选择合适的存储器，去能达到一定的设计要求同时要尽量去

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控制芯片的引脚数[12]。还要能够用最优化的外部硬件电路去达到设计需要。STM32的具体性能如下：

（1）STM32的内核：具有32位的ARM Cortex-M3 的CPU，其最高的工作

频率是72MHz，以及1.25DMIPS/MHz。能够进行单周期乘法和硬件除法运算。

（2）存储器：STM32控制器的芯片上集成的有32-512KB的Flash RAM，

还有6-64KB的SRAM。

（3）时钟电路、复位电路和电源保护电路：此控制器是由2.0-3.6V的电源供电，

同时为I/O接口提供驱动电压。具有POR、PDR和PVD三种传感器，有4到16MHz的晶振电路。这款微处理器内嵌有8MHz 的RC振荡电路，它内部具有40 kHz的

RC振荡电，这些电路作为CPU时钟的PLL。此外，带校准的震荡电路是用于RTC

的32kHz的晶振电路。

（4）低功耗：STM32有3种低功耗的模式：休眠模式、停止模式和待机模式。

这些模式可作为RTC和VBAT。

（5）调试模式：它有串行调试（SWD）模式和JTAG接口的调试模式。 （6）DMA通道：这种控制器有12个通道的DMA控制器。它支持的外设有：

定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

（7）3个12位有US级的16通道的A/D转换器：它的A/D测量范围是0-3.6 V，并且是双采样和具有保持能力。这个控制器上集成有一个温度传感器。还具有2

通道的12位D/A转换器，但这种通道是STM32F103xC，STM32F103xD才具有，此通道技术还有待提高。

（8）有最高可达112个的快速I/O口：根据STM32的不同系列的型号，这种

控制器可以有26个I/O，37个I/O口，51个I/O口，80个I/O口和112个I/O口，并且，这些端口都可以映射到外部的16个中断向量。这种I/O口除了模拟量的输入是5V以外，其它所有的端口都可以是5V以内的输入电压。

（9）STM32控制器最多可得到11个TIMER定时器：STM32系列的单片机

有4个16位的TIMER定时器，并且每个TIMER定时器有4个脉冲发生计数器。其中还有2个16位的具有6个通道的高级控制的TIMER定时器，这种TIMER最多有6个通道，这种通道可用于6个PWM波形的输出；还有2个看门狗定时器（WATCH DOG），Systick定时器和24位有倒计数功能的定时器，还有2个16位的基本定时器，这种定时器是用于驱动DAC。

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（10）此款控制器的接口可达到13个通信接口：它有2个不同的IIC的编程接

口，5个USART的通信接口，3个SPI的通信接口，还有两个是和IIS复用的通信，还有CAN的通信接口，USB 2.0的全速通信接口，SDIO的通信接口。

（11）采用ECOPACK的固定的封装形式：STM32F103xx系列的微控制器是

采用ECOPACK的封装形式[13]。

3.2.2 用STM32单片机发双极性的SPWM波

（1）单片机的TIMER定时器输出PWM波的基本原理

脉冲宽度调制技术，即PWM技术。PWM是“Pulse Width Modulation”三个英语单词的缩写，脉冲宽度调制技术简称脉宽调制。PWM就是利用控制器的精确的数字输出，来对模拟电路进行精确控制的一种对脉冲的宽度进行调节的高效的技术。简单的说，PWM技术就是对脉冲宽度进行控制的技术。此项技术用途广泛，一般是用来对步进电机的速度进行控制，还有对电机的角速度进行控制等等。用新型的

STM32单片机可以用来进行PWM控制。经过前面对STM32的介绍，我们知道

它的定时器除了TIMER6和TIMER7两个定时器之外，其它的TIMER定时器都可以用来发出PWM波形，其中高级定时器TIMER1和TIMER8可以同时输出7路的PWM波形，而通用的TIMER定时器也能同时输出4路的PWM波形。 （2）用STM32进行PWM输出的模式的设置

STM32输出PWM波形有两种模式，分别是模式1和模式2。这两种模式是由单

片机中的TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位确定的（其中“110”代码表示模式1，“111”代码表示模式2）。在进行PWM模式设置时，要分清模式1和模式

2的不同的地方，否则就会出错。下面就来说明，模式1和模式2的不同的功能：110，即PWM的模式1－在此种模式的时候，如果是在进行向上计数，一旦有寄存

器TIMx_CNT…… 此处隐藏：2295字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……