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[出处/作者]：武汉理工大学信息工程学院 郑建彬 秦娟英
摘 要 设计了基于高性能数字信号处理器的带Ethernet接口的通信逆变 电源。阐述了该逆变电源的工作原理、简单介绍了TMS320F206的硬软件设计，给出了RTL801 9AS的硬件接口原理框图和中断处理程序流程图。
关键词 逆变电源 数字信号处理器 以太网
分类号 TN86 TN710
Abstract Communication power inverter with Ethernet interfac e based on high-performance digital signal processor(DSP) is designed in this pa per The principle of power inverter is presented in detail while the hard and soft design of TMS320F206 is introduced briefly In the end, the principle diag ram of hard interface between RTL8019AS and DSP, and flow chart of interrupt se rvice program are also given
Key words power inverter, digital signal processor(DSP), Eth ernet
1 引 言
逆变电源广泛地应用于各行各业，逆变器作为UPS的重要组成部分，近年来得到了迅速发 展。随着微处理器性价比的不断提高，逆变电源已进入了智能化阶段，智能化逆变电源除了 利用计算机实现基本功能外，还能够：
（1）进行在线监控，自动显示运行参数；
（2）进行故障自诊断，具有自动过流、过压、短路保护功能；
（3）实现网络化监控管理。
本文将DSP技术与PWM技术相结合，得出了一种软硬件结合的逆变电源控制方法。另外，利 用DSP的灵活性，逆变电源设计了Ethernet接口，以方便接入工业以太网，利用PC机能实现 对逆变电源的监测，包括自动实现各种状态转换，显示各种参数，使逆变电源实现网络化监 控。
该逆变电源主要技术指标：容量为2 kVA单相逆变电源，输入直流电压为+48 V，输出交流电 压有效值为220 V、额定负载电流为6 A，输出电压稳定、波形失真度小于5%。
2 通信逆变电源的设计
21 逆变电源的工作原理
图1为基于DSP的带Ethernet接口的通信逆变电源框图，图中的开关管VT1和VT2、高频变压 器T、输出整流电路和滤波电路可以看作是一个高频DC-DC变换器。由图可见，由数字信号处 理器TMS320F206产生的信号经低通滤波放大后形成一路输入信号〖WTBX〗U〖WTBZ〗g，与另 一路同频率的输出电压反馈信号〖WTBX〗U〖WTBZ〗f经差动放大器放大后送〖CM(21〗入S G3525的误差放大器的同相输入端，由〖CM)〗〖FL)〗〖LM〗
图1 基于DSP的带Ethernet接口 的通信逆变电源框图
SG3525控制器形成SPWM脉冲输出信号，该信号控制功率管VT1和VT2交替导通和截 止，从而把输入的+48 V直流电压调制成高频脉冲，经高频变压器T升压藕合到输出级， 输出级电压经整流、LC滤波后形成高压半波正弦波。而最后组成桥式电路的四个场效应管VT 3～VT6的作用是用来把100 Hz的半波转换成为50 Hz的交流电压，它由TMS320F206产生的输 出换相信号隔离驱动。从桥式电路两臂中间输出，即可获得有效值为220 V、频率为50 Hz的交流电压。为保证输出电压的稳定和减少输出电压的波形失真度，采用了电压负反馈控 制措施，由光电隔离波形取样电路形成反馈信号〖WTBX〗U〖WTBZ〗f。
由此可见，该逆变电源能把直流电压通过逆变电路转换为高频交流电，通过高频变压器输 出，再把输出的高频交流电经过整流、高频滤波和极性转换后变成220 V、 50 Hz的交流电 。
2.2部分元器件的选用
采用DSP作为主控制电路，它协调整个逆变电源的工作，同时对逆变电源的状态进行监控。
SG3525是频率固定的单片高性能PWM控制器，是用于驱动N沟道增强型MOS管的第二代脉冲 宽度控制器，电源工作电压8～40 V，输出频率可达400 kHz。该控制器包含精确的电压基准 、高频振荡器、误差放大器、比较器、PWM锁存器、分相器、欠电压锁定器、双图腾柱输出 低阻抗驱动器、软起动电路及关闭电路。信号经过电流限制和比较器、逻辑和输出驱动器， 具有很短的传输延时。为了在恶劣负载条件下能不间断供电，并确保功率模块安全，该控制 器设计有快速电流限制比较器即具有逐个脉冲限流的功能。
逆变器的开关元件VT1、VT2采用场效应NMOS管N6050，在SG3525的输出驱动下轮流交替导通 和截止，高频变压器T原边中心抽头接+48 V直流电源，并联一只4700 μF/63 V的滤波电容 。
为了提高抗干扰能力，对逆变电路中的功率管VT3～VT6的换相控制信号进行了光电隔离， 因此设计了多路辅助隔离电源。
3 DSP硬软件设计
该逆变电源的中心控制处理电路是以DSP为核心的控制系统，它由数字信号处理器TMS320F 206、Ethernet接口、液晶接口、A/D、D/A转换电路等组成。该逆变电源除输出半波正 弦、产生桥式换相信号外，还对系统进行监控，并具有网络通信功能。
液晶接口、D/A电路、 A/D电路以及按键电路等均是以存贮器寻址方式编址即通过TMS320F 206的选通信号来寻址的。
本电源采用DSP控制，其各种性能是在硬件电路的基础上，通过软件编程实现的。软件主 要完成以下功能。
(1)检测各种模拟和数字输入量；
(2)对输入的信息进行运算和处理；
(3)显示电源工作状态；
(4)显示输入直流电压、输入直流电流大小；
(5)显示输出交流电压有效值；
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