【正文】 電源供電電路。TPS7333的輸入電壓為+5V，輸出+。7805的+5V輸出電壓作為7333的輸入電壓接入IN管腳，由OUT管腳輸出+。其主要參數(shù)如表32。表32 HER608參數(shù)表輸入電壓/V輸出電壓/V輸出電流/A工作溫度/℃5maxtypmin50040~+125資料來(lái)源：[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006(9).電源插孔J1標(biāo)識(shí)為內(nèi)正外負(fù)，5V穩(wěn)壓直流電源輸入。FUSE為自恢復(fù)保險(xiǎn)；，并可提供上電復(fù)位信號(hào)。該信號(hào)/RS_DSP接到DSP的復(fù)位引腳上。電源電路結(jié)構(gòu)圖如圖311。圖311電源電路結(jié)構(gòu)圖由于采用DSP控制SPWM，雖然確保了其精確度，但是高頻PWM產(chǎn)生的電磁干擾是相當(dāng)嚴(yán)重的。如果硬件設(shè)計(jì)不當(dāng)，很容易造成干擾，而產(chǎn)生誤判斷和誤動(dòng)作。因此必須對(duì)硬件電路采用如下抗干擾措施：（1）通過(guò)對(duì)控制電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制輸出電壓的紋波，使其盡量??；（2）在設(shè)計(jì)PCB板時(shí)，力求整體布局合理，同時(shí)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(kāi)，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(hào)傳送過(guò)程中產(chǎn)生的干擾，同時(shí)，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(guò)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；（6）在PCB板上鋪上屏蔽地，以減少共模干擾。通常，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要控制很多中小功率的三相逆變器。它的控制量是一相或三相頻率和相位均可調(diào)的正弦波。用DSP產(chǎn)生多相正弦波有多種方法，如采用D/A轉(zhuǎn)換器。使用TMS320LF2407A外接D/A轉(zhuǎn)換器可以輸出頻率較高的正弦波，但是這種方法浪費(fèi)硬件資源，尤其是需要幾相正弦波就需要幾個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，而且在DSP內(nèi)部需要實(shí)時(shí)計(jì)算每個(gè)D/A采樣點(diǎn)的正弦值，也占用了CPU資源。LF2407A擁有豐富的外設(shè)，利用其內(nèi)部硬件電路事件管理器模塊中的比較單元，采用SPWM算法，可以在DSP的PWM112引腳輸出占空比q符合正弦規(guī)律的PWM脈沖波，再經(jīng)過(guò)RC或者LC低通濾波后就能輸出高精度的、帶死區(qū)控制的三相正弦SPWM波形(Sinusoidal Pulse Width Modulation)，從而實(shí)現(xiàn)三相逆變器的SPWM控制。該方法簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，而且生成的正弦波精度較高。 DSP系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖41主程序流程圖主程序的任務(wù)主要是系統(tǒng)初始化、EVA初始化、A/D初始化、變量初始化、啟動(dòng)定時(shí)器、中斷允許、循環(huán)等待等。在主程序中，首先程序?qū)σ恍┘拇嫫鬟M(jìn)行必要的設(shè)置，并且初始化所有的變量。然后使其符合所需要的中斷、啟動(dòng)定時(shí)器、循環(huán)等待。如圖41所示。初始化模塊設(shè)置主要包括A/D轉(zhuǎn)換控制寄存器，主要設(shè)置轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)時(shí)鐘、轉(zhuǎn)換通道選擇、轉(zhuǎn)換啟?？刂坪虯/D中斷的設(shè)置；I/O管腳設(shè)置需要在寄存器中事先編程確定功能是否做I/O口，I/O方向和I/O狀態(tài)等；看門(mén)狗和實(shí)時(shí)中斷模塊設(shè)置主要實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗的啟動(dòng)和禁止，確定實(shí)時(shí)中斷時(shí)間間隔，起到正確抗系統(tǒng)軟件干擾的作用；中斷設(shè)置主要包括中斷向量的設(shè)置，標(biāo)志寄存器的復(fù)位和中斷屏蔽寄存器的設(shè)置，屏蔽不用的中斷和需要開(kāi)放的中斷。事件管理器EVA是用來(lái)產(chǎn)生SPWM邏輯驅(qū)動(dòng)信號(hào)的部分，必須進(jìn)行初始化。事件管理器的寄存器比較多，主要包括通用定時(shí)器控制寄存器TxCON，內(nèi)容有定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘源選擇、計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率設(shè)定、比較寄存器重載條件選擇和定時(shí)器的使能/禁止；比較控制寄存器COMCON，主要內(nèi)容有禁止/使能比較操作、全比較寄存器重載條件和輸出方式選擇。全比較動(dòng)作控制寄存器ACT，主要內(nèi)容為規(guī)定各比較寄存器輸出腳的有效狀態(tài)。系統(tǒng)初始化流程圖42所示。圖42系統(tǒng)初始化流程圖當(dāng)頻率變化范圍不大，載波頻率很高時(shí)，本文采用了查表的方法來(lái)更新CMPRx的值。本文中采用查表法來(lái)生成SPWM脈沖。查表法適合非線性周期函數(shù)或已知非線性函數(shù)輸入值的范圍。在數(shù)字控制系統(tǒng)中正弦基準(zhǔn)信號(hào)就是一個(gè)正弦波值的表格，采樣數(shù)字控制中，由于控制器的運(yùn)算速度限制，難于進(jìn)行實(shí)時(shí)的正弦計(jì)算，采用事先算好的離散點(diǎn)代替正弦波值。故事先將確定的點(diǎn)數(shù)按正弦波表達(dá)式制成003600的表格以便查用。確定點(diǎn)數(shù)的主要依據(jù)是開(kāi)關(guān)頻率和逆變器輸出的正弦信號(hào)的頻率的比值，計(jì)算出頻率調(diào)制比，即載波頻率與調(diào)制波（正弦波)頻率比值，其結(jié)果放在Mf(即為一個(gè)輸出周期內(nèi)含有的脈沖的個(gè)數(shù)中)?？汕蟪龅趇個(gè)脈沖處的正弦值的偏移地址，再求得正弦值的地址，得到相應(yīng)的正弦值。SPWM信號(hào)生成軟件流程圖如圖43所示。SPWM波形的產(chǎn)生需對(duì)事件管理寄存器進(jìn)行配置。圖43 SPWM信號(hào)生產(chǎn)軟件流程圖逆變模塊IPM設(shè)有故障報(bào)警輸出F0，在IPM逆變產(chǎn)生異常時(shí)，F(xiàn)0的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離后送如DSP的PDPINT中斷源引腳，完成相應(yīng)的保護(hù)功能，具體過(guò)程見(jiàn)圖44所示。圖44故障中斷處理流程圖故障中斷處理流程圖如圖44所示，將取自主電路的電壓信號(hào)經(jīng)比較器與設(shè)定電壓比較，處理后接到DSP的引腳。在軟件中設(shè)置PDPINTA中斷響應(yīng)以及故障處理服務(wù)程序，當(dāng)超過(guò)與低于上下限設(shè)定值時(shí)，切斷主回路電源，同時(shí)向DSP發(fā)出緊急事件中斷申請(qǐng)(PDPINTA)，使DSP自動(dòng)關(guān)閉PWM輸出，從而實(shí)現(xiàn)軟、硬件的雙重保護(hù)。，主程序的設(shè)置必須先對(duì)TMS320LF2407A進(jìn)行初始化設(shè)置，配置好系統(tǒng)寄存器和事件管理器，并對(duì)通用定時(shí)器1的周期中斷進(jìn)行設(shè)定，所以在其進(jìn)行初始化時(shí)，要正確的打開(kāi)DSP的定時(shí)器1周期中斷，否則將無(wú)法進(jìn)行。下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。(1)配置系統(tǒng)控制寄存器在TMS320LF2407A中，為了使系統(tǒng)工作正常，必須對(duì)一些寄存器進(jìn)行視始化設(shè)置，主要包括以下內(nèi)容：①時(shí)鐘控制寄存器：這部分寄存器在鎖相環(huán)時(shí)鐘模塊中，主要功能是：當(dāng)系統(tǒng)外接晶振低于CPU工作頻率20M時(shí)，可以通過(guò)鎖相環(huán)倍頻，使CPU工作在20M。②A/D轉(zhuǎn)換控制寄存器；主要設(shè)置轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)時(shí)鐘、轉(zhuǎn)換通道選擇、轉(zhuǎn)換啟?？刂坪虯/D中斷的設(shè)置。在本系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換控制寄存器，使得A/D轉(zhuǎn)換模塊由軟件啟動(dòng)，反饋電壓由A/D模塊I的通道6輸入，反饋電流由A/D模塊l的邋道5輸入，直流電壓由A/D模塊I的通道0輸入，溫度反饋由A/D模塊I的通道7輸入，轉(zhuǎn)換完畢產(chǎn)生中斷。③I/O管腳設(shè)置：由于TMS320LF2407A中的I/O口都是復(fù)用口，所以需要在寄存器中事先編程確定其功能：是否做I/O口，I/O方向以及I/O狀態(tài)等。④看門(mén)狗和實(shí)時(shí)中斷模塊設(shè)置：主要功能是實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗的啟動(dòng)和禁止，并選擇看門(mén)狗計(jì)數(shù)時(shí)鐘，確定實(shí)時(shí)中斷時(shí)間間隔，從而起到抗系統(tǒng)軟件干擾的作用。⑤中斷設(shè)置：主要包括中斷向量的設(shè)置，標(biāo)志寄存器的復(fù)位和中斷屏蔽寄存器的設(shè)置，屏蔽不用的中斷，開(kāi)放需要使用的中斷。這些寄存器的正確設(shè)置是系統(tǒng)正常工作的保證。(2)事件管理器初始化系統(tǒng)中，需要產(chǎn)生SPWM控制脈沖序列，因此必須對(duì)事件管理器進(jìn)行合理的設(shè)置。下面對(duì)事件管理器中的初始化設(shè)置作簡(jiǎn)單的說(shuō)明。通用定時(shí)器控制寄存器TXCON，主要內(nèi)容有定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘源選擇、計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率設(shè)定、比較寄存器重載條件選擇和定時(shí)器的使能、禁止。比較控制寄存器CONMCON，主要內(nèi)容有禁止、使能比較操作、全比較寄存器重載條件和輸出方式選擇。全比較動(dòng)作控制寄存器ACTR，主要內(nèi)容有死區(qū)使能、禁止、死區(qū)時(shí)鐘選擇和死區(qū)始終周期數(shù)確定。其中最大周期數(shù)為256，時(shí)鐘周期最大為8XCPU時(shí)鐘周期，這櫸可得到最大的死區(qū)時(shí)間為256X850ns=。其他還有周期寄存器，定時(shí)器計(jì)數(shù)器和比較寄存器等。(3)中斷TMS320LF2407A具有6個(gè)可屏蔽的外部中斷，由于為處理可能具有多余6個(gè)的可屏蔽中斷源，因而這6個(gè)中斷級(jí)中的每一個(gè)都可以被多個(gè)中斷源共享。這樣，當(dāng)一個(gè)外部中斷產(chǎn)生時(shí)，就要確定是哪個(gè)中斷源產(chǎn)生的作用。通常由系統(tǒng)中斷向量寄存器中的偏移量確定。與一般的中斷服務(wù)子程序不同，TMS320LF2407A的中斷服務(wù)程序分兩步完成。由于一個(gè)中斷可能有多個(gè)中斷源，當(dāng)其中任何一個(gè)中斷源產(chǎn)生中斷時(shí)，CPU會(huì)轉(zhuǎn)移至一個(gè)相應(yīng)的通用中斷服務(wù)程序(GISR)。而該GISR執(zhí)行完現(xiàn)場(chǎng)的保存工作后，就根據(jù)中斷向量寄存器中的偏移量辨別是哪一個(gè)中斷源，并轉(zhuǎn)而執(zhí)行特定的中斷服務(wù)子程序。軟件抗干擾的靈活設(shè)計(jì)．可以大大節(jié)省硬件資源，使得系統(tǒng)可靠性增加，因此受到越來(lái)越多的重視。軟件抗干擾的主要方法有：開(kāi)機(jī)自檢，軟件陷阱(進(jìn)行程序跑飛檢測(cè))，設(shè)置程序運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)記，輸出端口刷新，輸入多次采樣，軟件“看門(mén)狗”等。通過(guò)軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，達(dá)到最大限度的降低干擾對(duì)系統(tǒng)工作的影響，確保DSP及時(shí)發(fā)現(xiàn)因干擾導(dǎo)致程序出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或及時(shí)報(bào)警。DSP在執(zhí)行程序指令過(guò)程中如果遇見(jiàn)強(qiáng)干擾，就會(huì)出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，加入了軟件“看門(mén)狗”。TMS320LFLF2407A芯片本身有一個(gè)監(jiān)視定時(shí)器，WATCHDOG TIMER它被啟動(dòng)后，此定時(shí)器按設(shè)定周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖，如果不想產(chǎn)生此脈沖，DSP就應(yīng)在小于設(shè)定周期的時(shí)間內(nèi)將定時(shí)器清0；而當(dāng)DSP程序跑飛時(shí)，就不會(huì)按規(guī)定把定時(shí)器清O，于是，定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖就可以作為DSP的復(fù)位信號(hào)，將DSP重新復(fù)位和初始化。因此運(yùn)用“看門(mén)狗”原理，只需在軟件設(shè)計(jì)中定時(shí)清除監(jiān)視定時(shí)器內(nèi)容即可。結(jié)論人類(lèi)孜孜不倦的探索促使科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)的科技力量把人類(lèi)文明不斷推向一個(gè)個(gè)嶄新的時(shí)代。DSP系統(tǒng)以其強(qiáng)大的功能特性及速度優(yōu)勢(shì)，成為目前逆變電源控制系統(tǒng)的新寵。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于DSP控制的恒壓恒頻三相逆變電源。整個(gè)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高、體積小、重量輕、成本低；控制電路以數(shù)字信號(hào)處理器TMS320LF2407A為主控芯片，取代傳統(tǒng)的模擬控制方式，省去正弦波、三角波的發(fā)生和比較電路，系統(tǒng)可靠性更好。本文研究的主要內(nèi)容如下：（1）分析了變頻電源技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和存在的難點(diǎn)，指出論文的研究?jī)?nèi)容和意義。（2）討論了逆變器的SPWM調(diào)制法工作原理，介紹了數(shù)字實(shí)現(xiàn)時(shí)對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法和不對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法的特點(diǎn)。通過(guò)分析SPWM波形產(chǎn)生規(guī)律和特點(diǎn)，選擇了以不對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的單極性SPWM控制，并且具體介紹了DSP實(shí)現(xiàn)SPWM。（3）設(shè)計(jì)出了整個(gè)逆變電源的硬件結(jié)構(gòu)，其主要核心部分是IPM和DSP控制部分。這兩部分的結(jié)合使得該電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良。（4）針對(duì)DSP控制系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，給出了相應(yīng)的軟件流程圖。高度發(fā)達(dá)的數(shù)字化控制技術(shù)，讓如何給各種電子設(shè)備提供高品質(zhì)，高可靠性的電源成為電力電子領(lǐng)域一個(gè)重要的研究課題。本文利用強(qiáng)大的DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)正弦脈寬調(diào)制的數(shù)字控制算法，再加上集成邏輯、控制、檢測(cè)和保護(hù)電路于一體的IPM的使用，大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)。此外，使用DSP的逆變電源數(shù)字控制，編程也更方便。然而，由于個(gè)人水平有限，以及時(shí)間限制，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難免有一些不成熟的地方，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)提批評(píng)和指正。謝謝！參考文獻(xiàn)[1] 寧改娣，[M].北京：科學(xué)出版社，2002[2] 張占松，[M].北京：電子工業(yè)出版，2004[3] 王兆安，[M]．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006．[4] [M].北京：人民郵電出版社，1996.[5] 顏友鈞，[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002[6] 、原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社社,2002.[7] [M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.[8] 徐維廣，[J].電氣應(yīng)用，2005..[9] 車(chē)立新，[J].黑龍江電力，2003..[10]王麗軍，[J].通信電源技術(shù)，2005.[11][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[12][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[13][M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2009.[14][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版，2002.[15][M].北京：科學(xué)出版社，2002.[16]汪安民，張松燦，常春藤[M].北京：人民郵電出版社，2008[17][M].北京：電子工業(yè)出版社，2006(9).[18][M]．北京：航空工業(yè)出版社，1993．[19][M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992. [20]吳守蔑，減英杰．電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．[21][M]．北京：電子工業(yè)出版社，1995．[22]李?lèi)?ài)文，[M]．北京：科學(xué)出版社，2000．[23]陽(yáng)岳豐，[J]．電源技術(shù)應(yīng)用，2005. [24][M].北京：高等教育出版社，2002.[25]、原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002．[26] SPWM控制波生成的一種方法[J].機(jī)電工程,2002. [27]楊成林．三相逆變DSP控制技術(shù)的研究[D]．浙江：浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，2004．[28][D].西安：西北工業(yè)大學(xué)，2005.[29][M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[30]Texas Instruments, Implementation of a Speed Field Orientated Control of three Phase AC Induction Motor using TMS320F240, BPRA076,1998.[31]Texas Instruments, TMS320LF2407A, TMS320LF2406, TMS320LF2402 DSP Controllers, SPRS094, 2000.[32]Bose B electronics—a technology review. Proceedings of IEEE, 1992.[33]Lloyd Dixon. Control Loop Design [J]. Unitrode Seminar Ha