基于高性能AD變換器和DSP的電源設計

1 概述

在傳統的逆變電源采用模擬控制無法克服其固有缺點的情況下，人們越來越多地求助于數字化方案來減小控制電路的復雜程度、提高電源設計和制造的靈活性，同時采用更先進的控制方法來提高逆變電源系統的輸出波形質量和可靠性。因此，由模擬控制向數字控制的轉變是逆變電源發展的必然趨勢。

隨著工業用高速數字信號處理器(DSP)的發展和應用，逆變電源控制由模擬控制向數字化控制的轉變成為了可能。由于具有超強的數據處理能力和很快的處理速度，配合高性能的AD變換器，DSP能夠瞬時地讀取逆變電源的輸出，并實時地計算出輸出PWM值。正是DSP的采用，使得在模擬控制中存在的許多問題得到了很好的解決，并且一些先進的控制策略也逐漸應用于逆變電源的控制之中。這樣對于逆變電源負載的不確定性，數字化系統可以對負載動態變化產生的諧波進行動態的補償，而不需人為地干預，從而使逆變電源的輸出波形質量達到可接受的水平。

本文從SPWM逆變電源的結構出發，利用古老。的PID控制，提出了一種基于電壓瞬時值的數字方案通過了仿真。

2 逆變電源物理模型

在逆變系統中，多采用全橋或半橋結構。圖1為一個帶有LC濾波器的單相全橋逆變器的主電路結構圖。

以Vc和iL為狀態變量的狀態方程為：

那么Vi對輸出電壓V0的傳遞函數為：

由此可以得到逆變器的原理框圖，如圖2所示。