3.2逆变电路的设计
逆变电路使用三组单相逆变电路组成一个三相逆变电路,只要能够保持三相间的固定120度相移,就能够很好的实现三相间独立调节。由于中频电源主体是由三组单相逆变电路构成的,所以三相之间除了相移为120度之外,几乎无任何耦合关系。将产生的SPWM波分为三路分别给三路逆变电路,这样三路之间互不干扰,即可实现三相独立调节功能。
逆变部分采用SPWM控制技术,是因为对于电压型逆变电路来说,它具有以下优点:①消除谐波效果好,输出电压波形接近于正弦波形。②SPWM逆变电路既可调频,也可调压,动态响应快。
逆变电路中的选择绝缘栅双极型晶体管IGBT作为逆变桥的开关器件,是因为IGBT将MOSFET与GTR的优点集于一身H J,既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型的特点,又具有通态压降低、高电压、大电流的优点,它是八十年代初诞生,九十年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件。
因此在逆变电路部分采用G4PC50UD型号的IGBT即可满足本中频电源的需求(见图4)。
3.3通讯电路的设计
在通讯电路中采用MAX485芯片与计算机之间通信(见图5),是因为RS485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。RS485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。RS485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。RS232的通讯距离仅限制在十几米的范围内,而RS485的通讯距离可达到一千米以上,抗干扰能力比RS232效果好得多,所以使用RS485进行计算机和电源之间的通讯,通过计算机软件编程实现控制中频电源的电压和频率的改变。
3.4过压过流保护电路设计
在中频电源电路系统设计中,强有力的保护电路是能够顺利实现安全有效输出的关键之一,没有一套完整可靠的过压(见图6)、过流保护电路(见图7),装置就无法实现安全运行,甚至会在尖峰电压、尖峰电流等情况下无法正常工作而使被测试设备损坏,所以,在中频电源系统中加入保护电路是很有必要的。
3.5显示电路设计
显示电路可用一个8位单片机驱动实现,由经验可知W771058A25PL单片机能够满足要求,并且价格4软件设计本系统软件部分包括DSP控制部分和上位计算机部分。DSP控制部分包括主程序和PWM中断子程序控制:为了确保系统能够在三相独立调节和三相共同调节之间进行切换,须要使用PWM子程序流程图如图8和图9所示。
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