基于ARM Cortex-M3和DSP的逆变电源设计

MP 的16 位并行数据的以太网芯片W5100; 启用ST M32 的SDIO 总线以启用用户插入SD 卡存储查询IPS 状态数据功能； 启用现场环境下独立时钟看门狗电路和STM32 特有的窗口看门狗； 启用内部芯片温度传感器采样监控， RC时钟源以及外部唤醒功能； 通过通用引脚接入DS18B20 温度传感器对环境温度的采样， 预留I2 C 方式E2PROM 和SPI 方式的DA TA FLASH 接口为产品后续升级开发做准备。

图3 STM32 模块组成框图

　　通信接口电路设计如图4 和图5 所示。

图4 IPS 与外间通信接口电路图

图5 STM32 通信接口定义

3 控制系统的软件架构

　　控制模块中的程序语言为ANSI 标准C 语言， 程序结构、变量命名和注释都遵循国际通用标准， 容易理解， 也便于移植或扩展， 如图6 和图7 所示。

图6 DSP 程序流程图

图7 ST M32 程序流程图

　　代码经过合理编写， 逻辑清晰， 功能完善， 结构紧凑而又突出健壮性， 可维护性强， 符合工控软件编写要求。

　　项目过程中整理的开发测试说明文档详实准确， 也为后继研究带来便捷。

4 样机验证

　　目标板经过测试验证后成功应用在一台6KVA 工频双变换纯在线式单相小功率逆变电源上。各负载加载测试波形如图8 所示。空载输出电压波形1/ 4 负载输出电压波形满载输出电压波形测量结果表明， 220 V 交流输入时不同负载情况下电源的输出波形失真度小于3%,非线性负载失真小于5%, 逆变器效率大于96%。

图8 负载测试波形输出

　　5 结 语

　　核心控制数字化是工控发展的必然趋势。本文所研究设计的基于STM32 和TMS320F2808 控制的IPS 处理速度快， 控制精度高， 模块化结构合理， 能很好的实现现代IPS 设计的要求， 而且增加了SNMP, U SB和SDIO 等人机交互通信接口， 便于IPS 本地及远程管理维护。测试结果证明本设计的可行性与有效性。