基于单片机和PSD设计的数制化电源

文章摘要：摘 要： 根据单片机80C196KC和现场可编程系统器件PSD302的特性，设计了一种数制化电源装置，提供了程序框图，并对其进行了谐波分析。它是一种高性能的通用装置，可替代传统的PWM逆变电源。 随着现代工业的发展和社会进步，人类对电能种类的需求不断增加，如要求电能有多种制式：直流稳压电源、交流工频电源、中高频感应加热电源、高压电解电源等，而且需求的数量也在不断增加。要提供这些制式的电能，就要有许多不同的电源变换装置。此外，为满足各种电气设备对电源的特殊要求，也需要一些装置对电源进行变换和控制。这些装置品种繁多，其原理和构造各不相同，且一般只有有限的功能，难以相互替代。因此，设计出一种通用的电

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摘 要： 根据单片机80C196KC和现场可编程系统器件PSD302的特性，设计了一种数制化电源装置，提供了程序框图，并对其进行了谐波分析。它是一种高性能的通用装置，可替代传统的PWM逆变电源。

随着现代工业的发展和社会进步，人类对电能种类的需求不断增加，如要求电能有多种制式：直流稳压电源、交流工频电源、中高频感应加热电源、高压电解电源等，而且需求的数量也在不断增加。要提供这些制式的电能，就要有许多不同的电源变换装置。此外，为满足各种电气设备对电源的特殊要求，也需要一些装置对电源进行变换和控制。这些装置品种繁多，其原理和构造各不相同，且一般只有有限的功能，难以相互替代。因此，设计出一种通用的电源装置，使它在原理和结构上不作改动即能提供多制式的电源，具有重要的现实意义。然而，利用60年代的晶闸管以及70年代的自关断器件（如GTR、GTO）构成的电气装置，由于器件的工作频率低下，难以逾越20kHz这一大关，因而效率较低，原材料消耗较大，并且系统的动态性能不够理想，易引起所谓的“电力公害”。80年代急速兴起的场控自关断器件（如IGBT、VDMOS、SITH、SIT、MCT等）都是集高频、高压、大电流于一身的性能优越的电压控制器件，它们的出现使得设计和制造出一种通用的电源装置成为可能。

本文以数制化电压单元为基础构成电压合成器（VS），再由单片机按波形重组合技术（WRT）控制VS中各单元的电子开关（IGBT），使导通单元的电压迭加得到所需的波形，从而实现所要求的功能。

１ 系统组成和原理

1.1 数制化电压单元的选取

系统的数制化电压单元按如下规律选取：

先确定最小的电压单位（如1V），并取Eo=1V作为基本单元，其次选作为高一位的单元，再次选作为更高一位的单元，……依次类推，如图１所示。若共有Ｎ位单元，则最高位单元的电压为：

需要指出的是，这些单元可以是恒定的直流电压，也可以是等宽的单向脉冲电压，甚至可以是同频同相的交流电压。这里只讨论恒定直流电压的情况。

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