3.6 辅助电源电路
本设计的辅助电源,可分为两类,一类是为单片机、运放等芯片的供电的电源+5v,二类为IGBT、传感器供电+15v,如图9所示。
图9辅助电源电路图
4. 软件设计
(1)蓄电池充电程序设计
蓄电池是EPS的核心,在系统软件设计中,对蓄电池有专门的管理。在市电正常的情况下,通过充电标志(CHARGEFLAG)来选择充电模式。当CHAGEFLAG=1时,说明蓄电池处于低电量状态,此时应启动恒流充电来快速恢复大部分的能量。当CHAGEFLAG=2时,进入恒压充电阶段。说明恒流充电结束或是在充电之前蓄电池还有一部分能量,这个阶段一般采用定时的方式,即恒压充电结束条件是定时时间到否。当CHAGEFLAG=3时,进入浮充阶段。这个阶段主要是用浮充来弥补蓄电池因自放电而损失的能量,让蓄电池处于满能量待机。程序流程图如图10所示。
图10充电程序流程图
(2)外部复位中断程序设计
本设计的程序采用模块化实现,因此主程序比较简单。进入主程序后,先初始化AT89S52和SA4828,然后进入监控状态。
主程序流程图如11所示。
图11主程序流程图
当EPS系统出现短路或过载时间超过规定值后,EPS自动切断市电和逆变回路,即禁止输出。这时可以通过按恢复输出复位键,尝试恢复输出。当按下此复位键后,进入中断服务程序(如果没有其它优先级高的中断正在执行或等待),先判断市电是否正常,正常时接通市电回路,否则接通逆变回路,暂时解除警报。
外部中断流程图如图12所示。
图12外部复位中断流程图
(3) 定时器T0中断服务程序设计
定时器T0肩负蓄电池状态检测定时、过载检测定时和恒压充电定时。系统进入恒流充电的同时,启动恒流自检定时,定时到后,恒流充电电流没有达到规定值,则认为蓄电池异常,输出报警信号。系统进入恒压充电的同时,启动恒压充电定时,定时到后,结束恒压充电,置充电标志CHARGEFLAG=3,即浮充充电。在浮充阶段,如果浮充电流几乎为0,启动定时去,时间到后,如果依然近似为0,则认为蓄电池异常,输出报警信号。如果主输出通道发生过载,则启动过载定时,定时到后,如果依然过载,则关断输出,同时输出报警信号。
5. 系统软件仿真
对于软件调试,首先要检查程序语法是否错误,然后再检查程序的算法是否出现错误。语法的检测可以利用keil软件来实现:输入源程序然后,再编译源程序生成目标文件。
波形的检测可以通过psim软件仿真来实现,结果如图13、14所示。
图6.7 PWM逆变波形
PWM逆变波形共有三幅图组成,第一幅图是三相信号波和三角载波(其中红色线表示U相调制信号,蓝色线表示V相调制信号,绿色线表示W相调制信号
);第二幅图是双向DC-DC电路与双向PWM电路之间的直流母线电压;第三幅图是模拟输出的三相电压信号波。(其中红色线表示线电压U-V,蓝色线表示线电压V-W,绿色线表示线电压W-U。)
图6.8 PWM整流波形
PWM整流波形共有两幅图组成,第一幅图是市电输入的三相电压信号波。(其中红色线表示线电压U-V,蓝色线表示线电压V-W,绿色线表示线电压W-U。)第二幅图是双向DC-DC电路与双向PWM电路之间的直流母线电压。
6. 总结
EPS是近几年才迅猛发展起来的一个新兴产品,具备在市电故障(停电)情况下继续向负载提供交流电源的功能,采用了IGBT逆变技术、PWM整流技术和脉宽调制技术。主要用于对供电可靠性要求较高的一二级负荷,减少因供电故障所带来的损失。
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