【正文】 因此必須對硬件電路采用如下抗干擾措施： (1)通過對控制電路的優(yōu)化設(shè)計，控制輸出電壓的紋波，使其盡量??； (2)在設(shè)計 PCB板時，力求整體布局合理，同時使得生電路接線盡量的短，盡量降低地線阻抗； (3)數(shù)字電路和模擬電路分開，數(shù)字地和模擬地分別采用單點(diǎn)接地，盡量降低地線阻抗； (4)采樣電路與控制器的距離盡可能短，減少信號傳送過程中產(chǎn)生的干擾，同時，在 DSP芯片的 A/D轉(zhuǎn)換腳加上適當(dāng)?shù)臑V波電容，消除傳送過程干擾，并在 A/D轉(zhuǎn)換腳的入口與芯片工作電源和地之間接一穩(wěn)壓二極管，起鉗位、保護(hù)作用； (5)采用主電路濾波電感的電流作反饋電流，由于此電流直接反映了功率管上的電流，因此用其作反饋具有快速限流保護(hù)的功能，大大的提高了系統(tǒng)的可靠性 。其主要參數(shù)如表 。 ：在 MR 端接一個按鍵，接鍵另一端接地，則接鍵按下時，會產(chǎn)生一個低電平脈沖送到復(fù)位發(fā)生器中，從而產(chǎn)生 200ms 復(fù)位脈沖輸出。 (2)TMS320LF2407A的最小系統(tǒng)的設(shè)計 28 一般情況下，與單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計類似， TMS32OLF2407A 有其最小系統(tǒng)，它的最小系統(tǒng)的設(shè)計框圖，如圖 。 DSP 控制電路的設(shè)計 DSP 芯片的特點(diǎn)與選取 DSP(數(shù)字信號處理 )利用計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，以得到符合入們需要的信號形式?？刂菩盘栆话阌蓡纹瑱C(jī)或 DSP 輸出，為了避免強(qiáng)電對其干擾，兩者之間必須進(jìn)行電氣隔離。 圖 IPM外圍驅(qū)動電路 本文選擇了一種可以獲得高質(zhì)量 15V 電源。3 86 （ 式 ) 實(shí)際電路中 ， 取 L=， FC ?? 。設(shè)計的濾波器如圖 所示 ， 圖中感抗 fLLX L ?? 2?? ， 其隨頻率的升高而增大 ； 容抗 )2/(1)/(1 fCCX c ?? ?? ， 其隨頻率的升高而減小。 9 54 57?? (式 ) 電流定額： ??p n ??i ?? 5 57 3 86A (式 ) 電壓耐量： r ???? 5 54 8 ?? (式 ) 其中 ???? ， ???? 分別為電流、電壓安全余量系數(shù)。 電源電路主要是由 TPS7333 構(gòu)成為 DSP 提供 +。 基于以上的比較分析，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，本系統(tǒng)的主電路拓?fù)洳捎萌珮螂娐?。因此，這種控制方法在一定程度上可認(rèn)為是實(shí)時控制。由于相位差 120176。在 CPU 內(nèi)核，這些中斷標(biāo)志在 CPU響應(yīng)中斷時自動清0。 同 步 / 異 步波 形 發(fā) 生 器S V P W M 狀 態(tài) 機(jī)M U X死 區(qū)單 元D B T C O NA 死 區(qū) 定 時器 控 制 寄存 器A C T R A 全 比較 有 效 控 制寄 存 器輸 出邏 輯C O M C O N A [ 1 1 1 3 ] 比 較匹 配G P T 1 標(biāo) 志A C T R A [ 1 2 1 5 ] C O M C O N A [ 1 2 ]P H x = 1 , 2 , 3C O M C O N A [ 9 ]P W M 1P W M 2D T P H xD T P H x _ 圖 PWM電路結(jié)構(gòu)框圖 18 DSP中斷及中斷向量 TMS320LF240x 系列 DSP 有豐富的中斷資源，其內(nèi)核提供一個不可屏蔽的中斷 NMI 和 6 個按優(yōu)先級獲得服務(wù)的可屏蔽中斷 INT1 至 INT6，采用集中化的中斷擴(kuò)展設(shè)計來滿足大量的外設(shè)中斷需求 ， 即這 6個中斷級的每一個都可被很多外設(shè)中斷請求共享。 ACTRA 寄存器中的位可以分別確定在比較匹配是每個輸出為高有效觸發(fā)（如果沒有強(qiáng)制高與低）。 每個事件管理模塊有兩個通用可編程定時器（ GP）。定時器是事件管理器的核心模塊。它的工作方式有 4種 ： 停止 /保持模式、連續(xù)增計數(shù)模式、定向增 /減計數(shù)模式、連續(xù)增 /減計數(shù)模式。 TMS320LF2407A包括兩個事件管理模塊 EVA和 EVB，每個事件管理器模塊包括通用定時（ GP） 、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。另外，對于 m=2的情況，對同樣的調(diào)制深度 M，單極性調(diào)制 SPWM波的諧波幅值明顯比雙極性調(diào)制 SPWM波幅值小。 單極性 SPWM 控制由于采用了單極性三角載波調(diào)制，從而使控制信號的發(fā)生變得較為復(fù)雜，因而很少采用。在負(fù)載電流為負(fù)的區(qū)間，仍為 和 導(dǎo)通時，因 i0為負(fù)，故 i0實(shí)際上從 和 流過，仍有 Uo=Ud； 關(guān)斷， 開通后， i0從 和 續(xù)流， Uo=0。而 DSP以其時鐘頻率可達(dá)到 40MHz的優(yōu)勢，無疑解決了這個問題。 (3)不對稱規(guī)則采樣法是既在三角波的頂點(diǎn)位置，又在底點(diǎn)位置對正弦波進(jìn)行采樣，由采樣值形成階梯波，階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬在一個三角波的周期內(nèi)的位置不對稱的采樣方法，其原理如圖 。 由此可知，自然采樣法得到的數(shù)學(xué)模型并不適合由微處理器實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制。 (a) 單相橋式逆變原理 (b) 單相橋式逆變波形圖 圖 單相橋式逆變電路及其輸出波形 8 單相正弦逆變電源中，逆變器要把市電經(jīng)整流濾波后得到的直流電或者由蓄電池提供的直流電，重新轉(zhuǎn)化為頻率非常穩(wěn)定，穩(wěn)定電壓受負(fù)載影響小的，波形畸變因數(shù)滿足負(fù)載要求的交流正弦波。上述被稱為面積等效原理，它是7 PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。 圖 電壓型全橋逆變電路輸出波形 對其電壓波形進(jìn)行定量分析，把幅值為 的矩形波 展開成傅立葉級數(shù)得： ∑ ( ) (式 ) 其中基波的幅值 和基波有效值 分別為 7 (式 ) √ 9 (式 ) 6 于是由逆變原理可知，如果控制 IGBT的開通與關(guān)斷的頻率，那么輸出電壓的頻率和 IGBT的開關(guān)頻率便存在一定的對應(yīng)關(guān)系：控制 IGBT的開通與關(guān)斷的占空比，那么輸出電壓的有效值也和 IGBT的開關(guān)占空比便存在一定的對應(yīng)關(guān)系，因此產(chǎn)生精確控制 IGBT開關(guān)驅(qū)動信號 SPWM便成為了本文研究的重點(diǎn)。在同一直流電壓輸入情況下，全橋逆變電路輸出電壓是半橋逆變電路輸出電壓的二倍，故文中逆變電源逆變器部分采用全橋逆變電路。 與數(shù)字化相適應(yīng)，各種各樣的逆變電源離散控制方法紛紛涌現(xiàn)，包括數(shù)字 PID控制 （ 比例 積分 微分 控制器 ） 、無差拍控制、數(shù)字滑變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，有力地推動逆變電源控制技術(shù)的發(fā)展。尤其是最近幾年，微處理器用于實(shí)現(xiàn) PWM控制技術(shù)后，使得現(xiàn)代控制理論的控制方法能夠應(yīng)用于逆變器的 PWM控制，大大提高了現(xiàn)代逆變器的性能。由于 DSP使得芯片功能得到大大的加強(qiáng)，它特點(diǎn)在于采用并行體系的哈佛結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)吞吐能力；流水線減少了指令執(zhí)行時間；專用硬件乘法器；特殊 DSP指令；快速的指令執(zhí)行周期，最快的已經(jīng)達(dá)到 20ns以下，為通常微處理器芯片數(shù)據(jù)處理速度的十倍以上。 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為信息社會的主流。并且針對 DSP控制系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行了軟件設(shè)計，給出了相應(yīng)的軟件流程圖。而作為專用的 DSP 的出現(xiàn)，更是為研究和設(shè)計新型的逆變電源提供了更方便、更靈活、功能更強(qiáng)大的技術(shù)平臺。I 基于 DSP的逆變電源設(shè)計 摘 要 逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進(jìn)行電能變換的裝置，它從交流或直流輸入獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出。本文采用美國德州儀器公司 (TI)新近推出的一種 TMS320LF2407A 數(shù)字信號處理器，作為逆變電源中的核心控制部分進(jìn)行研究。 關(guān)鍵詞 ： 逆變電源， SPWM， TMS320LF2407A， IPM II Design on Digital Inverter’s Control System Based on DSP Abstract Inverter is a power electronic technology is used for energy conversion device, which obtained from AC or DC input voltage constant frequency AC output. Inverter technology is a prehensive contention industry technology, it stretches electricity, electronics, microprocessors and other multidisciplinary field of automatic control. Power inverter is widely used in aviation, marine, electric power, railway transport, post and telemunications, and many other fields. The development of power inverter and power electronic devices linked to the development of the device led to the development of power inverter development. Currently inverter is the core part of the inverter and its control part,but its control method to achieve it is still somewhat difficult. As inverter technology has been moving alldigital, intelligent, work oriented direction. As a dedicated DSP appearance, but also for research and design of new power inverter provides a more convenient, more flexible, more powerful technology platform. In this paper, Texas Instruments(TI)recently introduced a TMS320LF2407A digital signal processor as the core power inverter control part of research. This paper analyzes the variable frequency power supply technology status, trends and the presence of difficulties, that the thesis content and meaning. SPWM waveform generated by analyzing the rules and characteristics. The paper designed the entire inverter hardware structure, the main core of the IPM and DSP control section. And the DSP control system for the various parts of the software design, gives the corresponding software flow chart. Key words： inverter, spwm, tms320lf2407a, ipm III 目 錄 第 1章 緒論 ........................................................ 1 引言 ......................................................... 1 逆變器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ....................................... 1 逆變器的現(xiàn)狀 ............................................ 1 逆變器的發(fā)展趨勢 ........................................ 2 第 2章 逆變系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及控制策略 .................................. 4 現(xiàn)代逆變系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) ......................................... 4 SPWM 控制技術(shù)及其原理 ........................................ 4 逆變系統(tǒng)的原理 ........................