资源说明:本文提出了一种基于DSP的消除SPWM全桥逆变器直流偏磁问题的控制方案,采用DSP芯片TMS320F240来实现。在一台 400Hz6kW样机上进行了实验,实验结果表明该方案能较好地解决全桥逆变器中的直流偏磁问题。
本文主要探讨了针对基于DSP控制的SPWM全桥逆变器直流偏磁问题的解决方案。全桥逆变器因其能够减少开关电流并适用于大功率应用而广泛应用于交流电能调节系统。然而,直流偏磁是全桥逆变器中一个严重的问题,它可能导致变压器铁心饱和,增加损耗,降低效率,甚至可能导致逆变器颠覆,损害功率开关管。
直流偏磁主要是由于输出变压器原边电压正负半周波形不对称,造成磁感应强度B的正负半波幅值不等,从而使铁心工作磁滞回线中心点偏离零点。其原因包括功率开关管导通时的饱和压降差异、控制系统中正弦调制波或三角载波的直流分量、脉冲分配及死区形成电路的不对称、开关管存储时间不一致,以及逆变器在短路保护或关机时采用的驱动脉冲瞬时封锁法等。
为解决这个问题,文章提出了一种基于DSP的数字PI控制方案,采用TMS320F240芯片来实现。该方案通过采样输出变压器原方电流来调整触发脉冲宽度,以达到抑制直流偏磁的效果。实验结果显示,这种方法在400Hz6kW的中频逆变电源上表现出色,有效地抑制了直流偏磁现象。
此外,文章还列举了几种传统的直流偏磁解决方案,如在变压器铁心中添加气隙、原边绕组串联无极性隔直电容、选择一致性良好的功率开关管、限制控制信号变化率、采用软启动和软关机技术等。这些方法各有优缺点,如增加成本、影响动态性能或降低效率等。
基于DSP的控制方案提供了一种更为精确且灵活的解决方案,可以实时调整,适应全桥逆变器的工作条件,从而更有效地解决直流偏磁问题。随着数字控制技术的进步,这种方法有望在未来的逆变器设计中发挥更大的作用,提高系统的稳定性和效率。
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