基于68HC908MR16单片机的光伏正弦波逆变电源

　　3  串行通信

　　为了增强系统适应不同环境的能力，有必要对系统进行监控监测及对参数进行修改调节，本系统采用串行通信技术同外界键盘监控系统进行通信。程序上采用查询方式，周期性地向外界发送检测的数据，检测的数据包括太阳电池电压、充电电流、蓄电池电压、直流侧电流、输出电压、输出电流、散热器温度等，当发生故障时优先发送故障信号，当需要修改参数时就接收数据并修改相应参数，并使用校验和校验的方法检验数据通信的准确性。硬件采用MAXIM公司的MAX485作为接口芯片使其工作于半双工模式，同时本系统采用光耦隔离的办法以增强系统抗干扰能力，提高可靠性。

　　4  系统的软件设计

　　本系统软件采用模块化设计，包括初始化模块、保护模块、调节器模块、通信模块、中断程序模块等，除中断模块外其余模块都放在主程序中进行，主程序框图见图4。

图4  主程序流程图

　　初始化模块主要完成系统的初始化、各变量单元、各寄存器单元赋初值。

　　保护模块根据电压电流采样值进行故障判断，并在故障发生时封锁PWM的输出。保护包括蓄电池欠压、蓄电池过压、系统过载、过热保护等，其中蓄电池欠压、过压保护能够实现自恢复，即在检测到蓄电池电压又恢复正常时，系统重新软启动并恢复正常工作。过流保护由于需要快速反应故采用硬件保护，当过流发生时就立即封锁全部PWM输出，也立即封锁全部驱动电路，只有重新复位时才能恢复工作，软件可判断出是否发生过流保护。

　　调节器模块完成对系统输出电压稳压的PI调节，使输出电压稳定在220V，同时软启动也放在其中。其入口参数为软启动输出，出口参数M送到中断模块中参与PWM脉宽的计算。通过实时调节该参数的值就能改变脉宽值从而使输出跟随给定。

　　中断程序模块完成SPWM波形的发出、交流电压、交流电流参数的采样。中断的入口参数为PI调节器的输出参数M，该参数参与脉宽的计算即PVALX(H:L)值的计算，从而改变了占空比也即调节了输出电压。按照SPWM的规则2采样的方法，结合初始化中对PWMMC的设定得脉宽的实时计算公式为

　　正半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2＋M×SIN(PTR)

　　负半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2－M×SIN(PTR)

　　其中PTR为正弦表指针，SIN(PTR)为对应PTR指针的正弦值。

　　5  结语

　　按照以上思想制成样机，最后能得到比较标准的220V、50Hz正弦电压，软启动也很平稳，其频率误差≤0.1％,输出电压误差≤0.5％。由于采用10kHz的载波频率，在变压器原边得到20kHz高频信号，无噪声。在上述控制方式下，能保证系统在突然加载或减载时输出电压快速地保持稳定。并且与外界键盘监控系统的串行通信良好，有较强的实用性和可靠性。其空载和负载时的输出电压波形如图5和图6所示。

图5  空载时输出电压波形

图6  负载时输出电压波形