基于TMS 3 2 0F 2 8 0 6三環(huán)電壓控制逆變電源

經(jīng)仿真實驗驗證：電壓瞬時值外環(huán)的P調(diào)節(jié)器比例系數(shù)的增加，可以進一步減少靜態(tài)誤差，但是隨著比例系數(shù)的增大，控制系統(tǒng)的相位裕度減小，系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。當比例系數(shù)太小時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差又會增大。該仿真實驗中，輸出電壓幅值僅為278V，沒有達到指令電壓311V。
圖6為逆變電源含電感電流內(nèi)環(huán)的三環(huán)控制仿真實驗波形，設(shè)置系統(tǒng)仿真時間為1．2s，在0．4s時突加負載，在0．9s時突卸負載。與雙閉環(huán)控制方案的仿真結(jié)果對比可看出，系統(tǒng)在空載時輸出幅值為310V，具有很好的穩(wěn)態(tài)精度。輸出電壓有效值外環(huán)的加入明顯的提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。從阻性負載投載和卸載的仿真波形中可看到，在突加和突卸負載后，系統(tǒng)經(jīng)一個正弦波周期就可以達到穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出波形較好。

本系統(tǒng)控制芯片采用TI公司的TMS320F2806芯片，系統(tǒng)采用含電感電流內(nèi)環(huán)的三環(huán)控制方案。本系統(tǒng)在第K次采樣的數(shù)據(jù)在下一次(第K+1次)中斷中參與計算調(diào)節(jié)，即采樣值延遲一個中斷周期(83μs)，由于時間很短可以忽略不計。實際系統(tǒng)中，電感電流的采樣不能采用電流互感器，而應(yīng)采用霍爾電流傳感器；因為電流互感器無法檢測到電感電流中的直流分量，無法利用電流環(huán)的快速性，來消除輸出電流中直流分量帶來的負面影響，所以電感電流的檢測應(yīng)該采用霍爾電流傳感器。圖7為突加50°%額定負載的實驗波形圖。
從實驗結(jié)果可以看出，實驗波形與仿真波形比較吻合，逆變器具有較好的穩(wěn)態(tài)特性，說明了該控制方案取得了較好的效果。

4 結(jié)束語
本文總結(jié)了常用閉環(huán)瞬時控制方法的優(yōu)缺點，提出了基于TMS320F2806的數(shù)字三環(huán)控制逆變器的方案。輸出電壓有效值反饋環(huán)用來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，保證了穩(wěn)態(tài)精度；輸出電壓瞬時值反饋環(huán)使系統(tǒng)對擾動的響應(yīng)時間大大減少，保證了輸出電壓具有良好的正弦性；電感電流瞬時值反饋環(huán)使濾波電感上的電流能快速準確地跟蹤電流指令，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性，改善了輸出電壓的品質(zhì)。
系統(tǒng)的控制方案的仿真和實驗結(jié)果表明，在空載和帶載的情況下，系統(tǒng)均可輸出穩(wěn)定優(yōu)良的正弦電壓波形。該數(shù)字化逆變電源設(shè)計實現(xiàn)更為簡便，精度較高，具有優(yōu)異的性能，可以達到甚至超過模擬雙環(huán)控制的效果。