【正文】 顯然，QO表示的是一個有符號的整數(shù)，而Q15表示的是一個有符號的小數(shù)，其他各種情況表示了一個有符號的混合小數(shù)，它可以含有i個整數(shù)位和15i個小數(shù)位。 利用比例可以將幾乎任何數(shù)表示成一個16為整數(shù)。利用以下的一記法來表示定點數(shù): 定點數(shù)=尾數(shù)S指數(shù) 這里S表示尾數(shù)需要按比例縮小2指數(shù)倍以決定該定點數(shù)的值。所以對于實時性要求高的系統(tǒng)，通常采用定點運算編寫出運行快且代碼盡可能少的程序。 大部分微處理器(典型的嵌入式處理器)不提供硬件支持浮點數(shù)學，大多微處理廠商認為浮點數(shù)學對于嵌入式系統(tǒng)不是很重要，并且浮點芯片的價格要比定點芯片高的多。 由于人的認識不可能百分之百地符合客觀實際，因此在設計的每一個階段都有可能發(fā)生錯誤。（5)流水線原則 模塊可以被看成一個輸入，處理到輸出的過程，即模塊的IPO格式(InputProcess Output)。（2)簡單性原則(perpage原則) 每一模塊應在一頁紙內(nèi)寫完，因為研究表明，當模塊中程序語句多于30行時，可理解性迅速下降，所以一個模塊的語句數(shù)最好在40行以內(nèi)。如進度拖延、軟件的質(zhì)量不可靠、軟件的維護很困難、軟件沒有適當?shù)奈臋n資料。為此在硬件上采取了一定的措施，比如盡量采用片上外設，減少干擾，開關(guān)量的輸入、輸出采用光藕器件隔離等。6)每個PWM周期內(nèi)更新一次比較寄存器和ACTR寄存器值。確定扇區(qū)值后，并在每個PWM載波周期內(nèi)刷新SVPWM狀態(tài)ACTR寄存器bit[12～15]的值扇區(qū)值123456基本矢量000100110010011001000101綜上所述，使用DSP的SVPWM硬件模塊產(chǎn)生PWM波的操作步驟為:1)初始化系統(tǒng)及相應寄存器；2)根據(jù)(、)計算、。例如，當，時，輸出電壓矢量處于2扇區(qū)。同理，當處于由電壓矢量和認組成的扇區(qū)時，所求的占空比為設三個變量、和，它們滿足：根據(jù)以上求解過程，可以得到占空比、扇區(qū)和、三者之間的關(guān)系。然而，可以證明，圖b)所示的開關(guān)方式在較高載波比條件校既可以減少開關(guān)損耗，又可以減少諧波損耗，總體性能優(yōu)于圖a的方案。其中x可以等于0、60、1180、2和300，可以是，也可以是，它們的值取決于待求輸出電壓矢量所處的扇區(qū)，開關(guān)波形如圖所示。 電壓空間矢量PWM是基于空間矢量變換概念提出的。然而該算法較為復雜，需要參數(shù)較多，因而控制性能受參數(shù)變化影響較大，魯棒性差。而 DSP的強大的運算能力和快速的運算速度，為SVPWM數(shù)字化的實現(xiàn)提供了條件。與SPWM相比，基于SVPWM的三相PWM整流器具有如下優(yōu)點:%，由于直流電壓利用率的提高，相同直流條件下，可以提高三相PWM整流器網(wǎng)側(cè)電壓的設計，相對減少了三相PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流，降低了整流器網(wǎng)側(cè)及功率開關(guān)管導通損耗，提高了整流器的運行效率。 DIPIPM的內(nèi)部輸入電路框圖 DIPIPM緩沖電路設計，①和②為緩沖電容的位置。 IPM的輸出故障信號通過光耦隔離接到主控板上。P側(cè):UV(控制電源欠壓保護)—不輸出故障信號FON側(cè):UV/SC(過載保護)—輸出故障信號FO(4)內(nèi)置專用HVIC (High Voltage IC:600V)無需隔離電路(如光耦)，可從單片機直接接受控制信號。IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機械，電力牽引，伺服驅(qū)動，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。 ，其輸出為與交流側(cè)電壓電流同相位、同頻率的方波。在電壓供電時，輸出端測量電阻RM2的產(chǎn)品給定參考值為:當原邊測量電壓為 , RM2的取值范圍為(100～320，原邊測量電壓為 (max) , RM2的取值范圍為(100～180)。即實現(xiàn)與電網(wǎng)電壓同步的方波信號再送入DSP的捕獲單元中，捕獲電源電壓每個周期的起點(上升沿)，為軟件程序里計算采樣點相位角做準備。從電路中可以看出，該高通、低通濾波器拓撲結(jié)構(gòu)完全相同，而且阻容對稱分布，只要各個參數(shù)選擇適當，高通濾波器超前的相位就正好可以抵消低通濾波器滯后的相位。濾波器由低通濾波器和高通濾波器兩部分。即被測交流電流的采樣信號在2. 1～2. 9V之間，滿足DSP的A/D轉(zhuǎn)換電壓0～3. 3V的要求，且調(diào)節(jié)范圍寬。LTS25NP總精度為士2% (IPN, TA=25。單極性0～+3. 3V信號是DSP的A/D轉(zhuǎn)換所要求的，由RC構(gòu)成的低通濾波器，來濾除交流輸入電流的高次諧波，兩個二極管為鉗位二極管。通過正向跟隨得到輸出電壓，經(jīng)過一個二極管鉗位在ADC所要求的電壓范圍內(nèi)，起到過壓保護作用。當原邊電流超過傳感器額定時，線性度將降低，為了保證其測量精度，～1倍較為合適。電壓傳感器LV28P是應用霍爾原理的閉環(huán)(補償)電流傳感器。光耦既能進行隔離又能進行電流傳輸。如：一邊是微數(shù)字處理器控制電路，另一邊是高電壓執(zhí)行端，如市電啟動的電機，電燈等等。由于TMS230F2812的復位管腳不僅是輸入口，同時又是內(nèi)部看門狗復位輸出口，所以在TPS382333芯片的復位輸出引腳與TMS230F2812的復位信號之間連接了一個電阻，防止TMS230F2812內(nèi)部看門狗復位時與TPS382333的復位輸出腳短路。輸出時，SCLK的下降沿輸出數(shù)據(jù)有效。涓流充電寄存器(讀11H，寫91H)控制涓流充電的特性。WP:寫保護位，上電初始化后，WP位處于三態(tài)，在任何寫操作之前，該位必須清零。DS1305共有148個用戶RAM，其讀操作地址與寫操作地址空頭分開，當其高位為1時，為寫操作地址空間，0為讀操作地址。SERMODE接VCC，選擇SPI通信模式，具體操作可查閱有關(guān)資料。電路原理圖如圖4. 2所示。并提供虛擬浮點數(shù)學函數(shù)庫和獨特的IQ(高精度定點運算)數(shù)學函數(shù)庫。該芯片具有以下特點:(1)頻率為150MHz，單周期32X32位MAC功能，內(nèi)核1. 8V、片上外設3. 3V的低功耗設計。DSP采用匯編語語言和C語言編程，其信號處理算法相關(guān)函數(shù)庫，己成為DSP技術(shù)(DigitalSignal Processing)的一部分。下面分別詳細說明之。交流側(cè)電壓220V，開關(guān)頻率為，由式() 取為700 V。輸出電容的選取須綜合考慮。在電流過零附近，電流變化率最大，此時，電流的跟蹤速度應該大于電流變化率的最大值，即:變換上式可得:當是，從而可得 從制作電感的成本和整流器的體積方面考慮，我們希望電感的數(shù)值小一些，而且實際上不存在的可能，因此，設計電感時一般只考慮式( )。因此，從濾波的角度看，希望交流側(cè)電感不能太小；另一方面，電感參數(shù)的選擇也影響了實際電流的跟蹤速度。（4)使VSR獲得良好電流波形的同時，還可以向電網(wǎng)傳輸無功功率，實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)純電感、純電容特性運行。VSR交流側(cè)電感的主要作用可歸納如下:（1)隔離電網(wǎng)電動勢與VSR交流側(cè)電壓。必須不小于輸入端A, B, C處的交流線電壓基波的峰值。 幅相控制下的調(diào)制波和載波第三章 整流器主電路參數(shù)的選擇 直流側(cè)輸出電壓。然而，當轉(zhuǎn)換頻率比固有頻率大的多的時候，在一個轉(zhuǎn)換周期內(nèi)調(diào)制波可被看成一個常量。 k=a, b, c對a相電路，有: ()設，為IGBT的等效電阻，當上橋臂開關(guān)導通，且小橋臂開關(guān)關(guān)斷時，有: ()當下橋臂導通，上橋臂關(guān)斷時有: ()將式()、式()代入式()可得: () 同一橋臂上下開關(guān)不能同時導通，即，同時，約定，則式()可寫為: ()同理可得b相和c相的微分方程如下: () ()對于三相平衡系統(tǒng)，有: ，將式()、()、()變換代入，可得: , 則中性點電壓為: ()將式()代入式()中，可得完整的a相方程: () 同理可得b相、c相方程如下: () ()對負載電流進行分析，可得電容上電壓: （）整理可得方程組： （）式中C為整流器直流側(cè)濾波電容 , ，電感器的等效參數(shù) ，整流器負載電阻 ，整流器輸出電壓 ,，整流器三相輸入電流 , ,，三相電網(wǎng)電壓定義三相相電壓函數(shù)則整流器的交流側(cè)數(shù)學模型為:= （）由式(2. 14)，可得交流側(cè)高頻等效電路如圖: 表達式()是一組對時間不連續(xù)的微分方程，普通的數(shù)學方法難以求得其解析解，造成不連續(xù)的原因在于開關(guān)函數(shù)的不連續(xù)性。這里假設電路滿足以下條件 1)電源是三相平衡正弦電壓源。在一定條件下 , ，產(chǎn)生諧振，使兩端產(chǎn)生零電壓，此時，三相橋功率開關(guān)進行切換，即可實現(xiàn)軟開關(guān)PWM控制。 三相三電平VSR電路拓撲三電平VSR可以解決二電平VSR的不足。 b為三相全橋VSR拓撲，其公共直流母線上連接了三個獨立控制的單相全橋VSR，并通過變壓器連接至電網(wǎng)。對比可見，半橋電路結(jié)構(gòu)簡單，造價低，因此常用于低成本、小功率的場合。此時PWM整流器向電網(wǎng)傳輸有功及感性無功功率，電能將從PWM整流器直流側(cè)傳輸至電網(wǎng)。 (3)當電壓矢量V端點在圓軌跡CD上運動時，PWM整流器運行于有源逆變狀態(tài)。而在A點運行時，PWM整流器則不從電網(wǎng)吸收有功功率，而只從電網(wǎng)吸收感性無功功率。當電壓矢量V端點運動到D點時，電流矢量I于電動勢E平行且反向，此時，PWM整流器網(wǎng)側(cè)呈負電阻特性， d所示。，當以電網(wǎng)電動勢矢量為參考時，通過控制交流電壓矢量V即可實現(xiàn)PWM整流器的四象限運行。 由式( 2. 1)可看到:通過模型電路交流側(cè)的控制，就可以控制其直流側(cè)，反之亦然。直流回路包括負載電阻R及負載電勢e等。 PWM整流器模型電路因此，PWM整流器實際上是一個其交、直流側(cè)可控的四象限運行的變流裝置，下面從模型電路說明其基本原理。接著，文章又建立了PWM整流器的兩種基本的數(shù)學模型，并在本章最后簡要介紹了幾種PWM整流器的控制方式。(DSP)，設計了系統(tǒng)的控制回路和檢測回路。(5)減少直流側(cè)紋波系數(shù)，縮小直流側(cè)濾波器體積，減輕重量。一般要求在整個負載波動范圍內(nèi)，交流側(cè)輸入電流的總諧波畸變率低于5%。由于在超導儲能變流環(huán)節(jié)中應用的電流型PWM整流器無需另加直流電感，并且具有良好的電流保護性能，因此與電壓型PWM整流器相比，電流型PWM整流器顯得更有優(yōu)勢。為此，有學者提出了基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的控制策略。但是由于該方法地負序分量在dq坐標下不是直流量，導致PI調(diào)節(jié)不能實現(xiàn)無靜差控制。PWM整流器的交流側(cè)電流不平衡，嚴重時可使整流器故障燒毀。進而實現(xiàn)無交流電流傳感器控制。針對這一問題，有學者提出了直流電壓時間最優(yōu)控制。目前電壓型PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流控制己開始將固定開關(guān)頻率、滯環(huán)及空間矢量控制相結(jié)合，以使其在大功率有源濾波等需快速電流響應場合獲得優(yōu)越的性能。間接電流控制實際上就是所謂的“幅相”電流控制，即通過控制電壓型PWM整流器的交流側(cè)電壓基波幅值、相位，進而間接控制其網(wǎng)側(cè)電流。同樣，可以將電壓型PWM整流器串聯(lián)組合，以適應高壓大容量的應用場合。對于大功率PWM整流器，其拓撲結(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平、變流器組合以及軟開關(guān)技術(shù)上。而電流型 PWM整流器由于需要較大的直流儲能電感，以及交流側(cè)LC濾波問題，制約了電流型PWM整流器地發(fā)展。(2)關(guān)于PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)的研究 PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)可分為電流型和電壓型兩大類。 PWM整流器的研究狀況當前對PWM整流器的研究主要是以下幾個方面:(1)關(guān)于PWM整流器的建模研究 PWM整流器數(shù)學模型的研究是PWM整流器及其控制技術(shù)研究的基礎。對于大功率PWM整流器，其拓撲結(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平拓撲結(jié)構(gòu)、變流器多重化以及軟開關(guān)技術(shù)上。這方面控制策略仍有待更進一步的研究。而實際上，三相電網(wǎng)常處于不平衡狀態(tài)，即三相電網(wǎng)電壓的幅值、相位不對稱。針對這一問題，Jong Woo choi等學者利用最優(yōu)控制理論，提出了確保直流電壓響應的時間最優(yōu)控制。另外，從而為無電網(wǎng)電流傳感器的PWM整流器研究奠定了基礎。[14]。為了解決PWM整流器在應用中的既有缺點和障礙，一些較為新穎的系統(tǒng)控制策略相繼被提出。直接功率控制也可以分為電壓定向控制和虛擬磁鏈定向控制兩種。它根據(jù)有功和無功功率與開關(guān)狀態(tài)的簡單對應關(guān)系，由整流器的開關(guān)狀態(tài)來估計有功和無功功率。根據(jù)磁場等效的基本原理，三相靜止坐標、兩相靜止坐標和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系之間可以進行相互轉(zhuǎn)換，這樣就可以把對交流量的控制轉(zhuǎn)變成對直流量的控制，使系統(tǒng)得到較好的動靜態(tài)性能[10]。預測電流控制保持滯環(huán)電流控制響應速度快的特點，實際電流