赛区编号：HLJA035
学校姓名：东北石油大学
队长姓名：曲记锋
队员姓名
卢鑫坡、宋忠民
指导教师姓名：邢志方
2015年8月15日
f摘要：本设计以STM32F103单片机为控制核心，采用全桥式DCAC拓扑结构，设计了输出电压和频率稳定，同时输出功率在一定范围内可调的三相逆变器，制作了由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统。本系统由STM32单片机输出SPWM波控制IR2110驱动芯片驱动开关管实现正弦逆变。采用数字PID算法实现电压反馈精准控制输出电压，通过零点检测校正输出电流相位控制相位同步，采用主从设置法实现均流控制，有效地控制了两组逆变器。本系统具有过流保护功能，反馈系统自动调整输出功率，由OLED显示当前工作状态。系统达到了设计要求中的大部分指标，工作稳定，经济简洁，可靠性较高。
关键词：STM32F103SPWM正弦逆变
f一、系统方案
1DCAC模块拓扑结构的选择
系统要求逆变器提供三相对称交流电。考虑以下两种方案能够实现逆变。
方案一：三相三桥式电路结构。三相三桥式电路成本低，能够通过软件进行补偿，电路结构简单，容易实现。但程序控制相对复杂。
方案二：三相四桥式电路结构。三相四桥式电路工作效率高，不会产生泻流，同时具有抗不平衡功能。但电路结构复杂，驱动电路也相对复杂。
结合本题要求，逆变器需提供三相对称交流电且考虑到时间问题，所以采用方案一。
2控制系统的选择
方案一：采用MSP430单片机。MSP430系列是一种16位超低功耗、具有简单指令集的混合信号处理器。能够在25MHz晶振的驱动下，实现40
s的指令周期，具有16位的数据宽，具有独特的超低功耗，中断源较多，并且可以任意嵌套。
方案二：采用STM32F103处理器。STM32系列运行速度快，时钟频率可达72MHz，11个定时器以及丰富的IO口，并且内置3个12位的AD转换器，2个12位DA转换器，其高级定时器可产生带死区互补的PWM波，性价比较高。
鉴于STM32F103处理器运行速度更快，成本更低，资源也满足设计要求，因此本设计选用方案二。
3电流检测方案的选择
方案一：霍尔传感器。采用ACS712霍尔传感器实现对电流的采样及检测，其测量精度高，无须考虑共模电压的影响。但其一致性较差，且易受磁场影响。
方案二：精密电阻。采用精密电阻将电流信号转换为电压信号，在该方式下参数一致性好，线性度高，能够达到较高的检测精度。但在精密电阻上会存在一定损耗。
f方案三：电流互感器。电流互感器依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。其响应频率范围r