| 2.3 控制电路设计
2.3.1 控制芯片的选择
STC12C5410AD单片机是深圳宏晶生产的一种单片机,是宏晶1T 8051 单片机。该型单片机有4路PWM输出、8路10位A /D转换,能满足该电路
的需要。
2.3.2 隔离驱动电路的设计
IGBT的驱动方法常用的有:直接驱动法、隔离驱动法和集成模块驱动电路。该逆变电源采用EXB系列集成模块EXB841来驱动IGBT模块。集
成模块驱动电路与分立元件的驱动电路相比,有体积小、效率高、可靠性高的优点。EXB841适用于开关频率为40 kHz以下的开关操作,可以用来驱动400A, 600V或300A,1200 V的IGBT。它采用单电源工作,供电简单,内置高速光耦实现输入、输出的隔离。同时,芯片内部设有过电流保护电路,且过电流保护后在封锁自身输出的同时,由专门的故障信号输出端发出故障信号。
2.3.3 采样及信号调理电路的设计
对电压采样通常有2种方法:一是利用分压电阻进行采样,二是采用电压采样霍尔。综合考虑,笔者采用分压电阻进行采样。由于STC12C5410AD单片机进行A /D转换的输入电压范围为0～5 V,故须
对采样值进行调理。采样输出电压值为Us = 0.007 659Uo–2.949。当输出电压上下波动达30 V时,即510 V≤ ≤570 V,可得Us 的范围为0.96 V≤Us ≤1.42 V。
2.3.4 保护电路的设计
直流电源中的功率器件IGBT是系统的主要部件,也是最昂贵的部件。由于它工作在高频、高压、大电流的状态,所以也是最容易损坏的部件。因此IGBT的保护工作显得十分重要。该系统中具有较为完备的保护电路及保护程序,保护电路主要有以下几个部分: 1)输出过压保护电路; 2)输入过压、欠压保护电路; 3) IGBT短路保护电路; 4)温度保护电路。
3 软件设计
3.1 软件主要实现的功能
根据该电路的需求,软件设计主要实现的功能设定如下:
1)完成整个系统的初始化。
2)产生PWM波,以驱动IGBT。
3)检测有无电压输出以及输出电压值的大小,完成A /D转换模块的初始化及A /D的转换,根据输出电压值的大小调整PWM波占空比。
4) PI控制算法的实现,使输出电压得到闭环控制。
3.2 主程序流程图
根据软件所要实现的功能,设计软件的主程序流程如图5所示。
图5 主程序流程图
4 结束语
本文对Boost电路升压原理进行了简要的介绍,并设计了电路的硬件,同时对软件所要实现的功能进行了设定,给出了软件设计流程图。最后运用Matlab /Simulink软件,对电路进行了仿真实验,实验结果证明,该设计方法正确,设计结果能达到预定的要求。
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