以16位单片机8XC196MC为内核的逆变电源设计

4、系统软件设计

软件程序设计是整个逆变电源系统的核心，它决定逆变电源输出的特性，如：电压范围及稳定度、谐波含量、保护功能的完善、可靠性等。软件框图如图2所示。

4.1 初始化

计算一个周期内的正弦脉宽值，初始化I/O口和WFG波形发生器，设置载波周期和死区时间。

在方式0中，载波周期TC的计算公式为：

Tc =(2×WG-RELOAD)/Fxtal (μs)

在忽略无信号时间的情况下，占空比为：

占空比=(WG-COMPx/WG-RELOAD)×100% 4.2频率调节和输出电压调节

通过改变WG-RELOAD中的时间常数，可调节输出频率。通常保持同步调制关系，即频率调制比不变，mf=常量。在频率调节过程为保证输出电压不变，在改变G-RELOAD 内容的时，按比较地改变WG-COMPx 中的值。

由于负载的变化，输出电压是不稳定的。要达到良好的动态稳压特性，采用输出电压反馈闭环控制。采用算法为增量数字PID：

u(k)=u(k)-u(k-1)=kp[e(k)-e(k-1)]+k1e(k)+kD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

按PID的结果修正各开关周期的脉宽，可以达到调节电压目的。

4.3对外串行接口程序

8XC196MC单片机的串行通讯方式在实际应用中效果非常好，其灵活性和实用性是其它独立串口所无法比拟的。利用EPA和PTS实现串行通讯可完成与PC机的RS232方式的通信，进行数据的发送、上传。

5、实验分析

采用以上方案，制造了一台样机进行试验。实验参数为：直流24V电压输入，载波频率9.6KHZ，主回路功率管IRF540，直流侧电容C=470uF，变压器的匝数比1：10，输出滤波电感Lf=6mH，输出滤波电容Cf=30uF。

图3为试验输出波形：

6、结论

该电源设备结构合理，体积小、成本低、稳定。试验表明，逆变电源输出波形好，可实现调压调频，动态特性好，可靠性高。本文的创新点在于控制电路大为简化并且实现了全数字化，其系统能智能控制及远程监测。