隨著開關(guān)電源類產(chǎn)品的日益增多-資料下載頁
2025-06-22 19:58本頁面
【正文】 理示意圖。假定圖中半導(dǎo)體開關(guān)為理想開關(guān)，則同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷是互補(bǔ)的（因?yàn)橥粯虮鄣膬蓚€(gè)開關(guān)不能同時(shí)導(dǎo)通，否則將會(huì)因橋臂直通而導(dǎo)致直流電源短路）。假定上部開關(guān)（圖(a)中的SL和SR）導(dǎo)通而下部開關(guān)（圖(a)中的SL′和SR′）關(guān)斷時(shí)開關(guān)狀態(tài)為1，反之為0。如果任一時(shí)刻都有兩只管子導(dǎo)通，則單相橋IGBT開關(guān)狀態(tài)的可能組合只有10和01兩種，輸出電壓分別對(duì)應(yīng)＋Ed和－Ed。這樣，利用一個(gè)6位的狀態(tài)字即可表征三單相全橋逆變器的輸出電壓，如100110B表示此時(shí)輸出電壓為A相＋Ed，B相－Ed，C相＋Ed。 脈沖發(fā)生器軟、硬件體系結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)采用SPWM方式將載波與參考波的幅值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定輸出開關(guān)的狀態(tài)。本有源濾波器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是消除25次（ kHz）以下的諧波。由采樣定理可知采樣頻率必須大于或等于原信號(hào)頻率的2倍才能保持原信號(hào)的全部信息，因此本系統(tǒng)中載波（三角波） kHz?？紤]到提高調(diào)制波的頻率使功率元件的開關(guān)頻率提高，損耗變大。由于采用數(shù)字離散化方式比較載波和參考波，因而兩個(gè)信號(hào)的抽樣頻率越高誤差就越小?？紤]數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)時(shí)處理能力，176。比較一次的方法，即抽樣頻率為60 kHz。，所以只需要24點(diǎn)幅值信息即可以滿足要求。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，程序中構(gòu)造兩張表，一張為24點(diǎn)的調(diào)制三角波幅值表，另一張為參考波幅值表，即0176?！?60176。176。共1200點(diǎn)的參考波幅值，參考波幅值由另外一個(gè)控制芯片提供，通過雙口RAM提供本系統(tǒng)數(shù)字接口。脈沖發(fā)生器的硬件結(jié)構(gòu)如圖8。圖中的控制器由另外一個(gè)DSP芯片（TMS320C31）實(shí)現(xiàn)，輸出的控制變量為逆變器輸出電壓的參考值，兩個(gè)DSP芯片之間通過雙口RAM交換數(shù)據(jù)。同步信號(hào)發(fā)生電路完成對(duì)電網(wǎng)電壓信號(hào)的濾波和整形處理，在正弦信號(hào)的每個(gè)負(fù)向過零點(diǎn)產(chǎn)生向DSP 申請(qǐng)外部中斷的窄脈沖。載波值表存儲(chǔ)于片內(nèi)RAM上，每個(gè)中斷周期進(jìn)行刷新變址寄存器中的數(shù)值來更新當(dāng)前所指表中數(shù)據(jù)的位置，以便和雙口RAM中的參考波的幅值進(jìn)行比較。定時(shí)器0由外部同步脈沖觸發(fā)并將角度信息值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的時(shí)鐘周期數(shù)加載到定時(shí)器1以及串口計(jì)數(shù)器的周期計(jì)數(shù)器中，用于觸發(fā)計(jì)數(shù)器1和串口中斷程序。與硬件結(jié)構(gòu)相應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖9。系統(tǒng)初始化包括寫控制字、變量賦值、確定存儲(chǔ)地址等。在外部中斷服務(wù)程序中啟動(dòng)定時(shí)器O，即執(zhí)行系統(tǒng)的主程序。以連續(xù)兩個(gè)負(fù)向過零點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為周期計(jì)算出同步信號(hào)的頻率，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的時(shí)鐘周期數(shù)。定時(shí)器中斷程序主要用來保持觸發(fā)脈沖的同步和初始化查表用的變址寄存器，并保存上一次的角度信息。串口中斷程序用來比較參考波與調(diào)制波的幅值大小，每次用于比較的參考波為三相幅值，根據(jù)比較結(jié)果來確定發(fā)出的狀態(tài)字相應(yīng)位是1還是0。由于主電路采用三單相橋結(jié)構(gòu)需要6路觸發(fā)脈沖，因此狀態(tài)字為6位，根據(jù)比較結(jié)果實(shí)時(shí)刷新狀態(tài)字，狀態(tài)字經(jīng)輸出鎖存器鎖存后即形成連續(xù)脈沖。 試驗(yàn)結(jié)果圖10為利用FLUKE 41B型諧波分析儀實(shí)測(cè)的調(diào)制波為基波正弦疊加11及13次諧波時(shí)的A相PWM脈沖的諧波分析圖，其中11及13次諧波的幅值均為基波幅值的1/4。5 結(jié)論本文利用了數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、定時(shí)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于TMS320C31 DSP的脈沖發(fā)生器和控制器。詳細(xì)地介紹了有源濾波器控制器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、控制方法和主要功能以及脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)、軟硬件結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)字仿真結(jié)果表明，脈沖發(fā)生器精度高、穩(wěn)定性好，控制器的性能符合設(shè)計(jì)要求。 10 / 1
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