【正文】 如果用戶能夠正確使用和維護(hù)，就能夠延長(zhǎng)其使用壽命，反之其使用壽命會(huì)大大縮短。選擇不恰當(dāng)?shù)呐涮仔铍姵赝鶗?huì)造成UPS后備時(shí)間不足、電池不能放電等事故，或電池的使用壽命很短量，下面就根據(jù)幾個(gè)方面來分析下電池的選擇。采用 EVA 中的 CAPl 和 CAP2 分別對(duì)市電和逆變輸出電壓的過零點(diǎn)進(jìn)行捕捉，并設(shè)通用定時(shí)器 T2 作為它們共同的時(shí)基。DSP 芯片的外設(shè)資源豐富，其控制性能靈活多樣，本文中用到的 TMS320LF2407其資源主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（A/D）、比較單元、捕獲單元、事件管理器模塊、通用定時(shí)器和數(shù)字輸入/輸出模塊等圖4－5 TMS320對(duì)各部分的控制框圖DSP 要對(duì)市電及逆變輸出電壓的過零點(diǎn)進(jìn)行捕捉，還有要對(duì) IPM 驅(qū)動(dòng)脈沖的發(fā)出，這些操作都需要利用事件管理器來完成。 圖4－4 TMS320LF2407A管腳圖有效的芯片配置和它們的特點(diǎn)如表4－1所示特點(diǎn)LF2407ALF2406ALF2403ALF2402ALC2406ALC2404AC2xxDSP核是是是是是是指令周期25ns25ns25ns25ns25ns25nsMIPS(40MHZ)40MIPS40MIPS40MIPS40MIPS40MIPS40MIPSRAM16位DARAM544544544544544544SARAM2K2K5125122K1K片上Flash(16位）（4組：4K,12K,12K,4K)32K32K16K8K片上ROM32K16K片上Flash/ROM代碼加密)是是是是是是外部存儲(chǔ)器接口是是是是事件管理器EVA,EVBEVA,EVBEVAEVAEVA,EVBEVA,EVB通用定時(shí)器442244比較/PWM12/1612/166/86/812/1612/16捕獲（CAP)/QEP6/46/43/23/26/46/4在PDPINTx、CAPN、XINT1/2ADCSOC引腳上有輸入保護(hù)電路是是是是是是PDPINTX引腳狀態(tài)反映在寄存器COMCONX中是是是是是是看門狗定時(shí)器是是是是是是10位ADC是是是是是是通道1616831616轉(zhuǎn)換時(shí)間（最?。?75ns375ns375ns375ns375ns375nsSPI是是是是是SCI是是是是是是CAN是是是是數(shù)字I/O引腳（復(fù)用）414121214141外部中斷5553355供電電壓封裝144引腳PGE100引腳PZ64引腳PAG64引腳PG100引腳PZ100引腳PZ本文采用 TMS320LF2407 作為整個(gè) UPS 系統(tǒng)電路控制的核心，其需要完成的主要任務(wù)有：1．逆變器輸出電壓的控制；2．采樣信號(hào) A/D 轉(zhuǎn)換；3. 對(duì)充電電路的控制；對(duì)放電電路的控制；5．對(duì)各種意外情況的實(shí)時(shí)處理。有五個(gè)外部中斷（功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)、復(fù)位、不可屏蔽中斷NMI及兩個(gè)可屏蔽中斷）。TMS320LF2407A （邊界掃描邏輯）串行仿真接口，能夠極其方便地提供硬件系統(tǒng)的在線仿真和測(cè)試。 ⑧ JTAG接口。 ⑦ 數(shù)字I/O。 ⑥ 外部存儲(chǔ)器接口。 ⑤ 看門狗定時(shí)器與實(shí)時(shí)中斷定時(shí)器。 ④ 鎖相環(huán)電路（PLL）和等待狀態(tài)發(fā)生器。TMS320LF2407A片上CAN控制器模塊是一個(gè)16位的外設(shè)模塊，6個(gè)郵箱(其中0、1用于接收；5用于發(fā)送；3可配置為接收或發(fā)送)每次可以傳送0~8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，具有可編程的局部接收屏蔽、位傳輸速率、中斷方案和總線喚醒事件、超強(qiáng)的錯(cuò)誤診斷、自動(dòng)錯(cuò)誤重發(fā)和遠(yuǎn)程請(qǐng)求回應(yīng)、支持自測(cè)試模式等功能。 ③ 控制器區(qū)域網(wǎng)（CAN）。包括兩個(gè)帶采樣/保持的各8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，具有自動(dòng)排序能力，一次可執(zhí)行最多16個(gè)通道的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，可工作在8個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的雙排序器工作方式或一組16個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換通道的單排序器工作方式。SCI即通用異步收發(fā)器（UART）支持 RS－232和RS－485的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)全雙工通信模式，用來與上位機(jī)的通信；SPI可用于同步數(shù)據(jù)通信，典型應(yīng)用包括TMS320LF2407A之間構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外部I/O擴(kuò)展，如顯示驅(qū)動(dòng)。 ① 串行通信口。當(dāng)捕獲發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的中斷標(biāo)志被置位，并向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求。EVA模塊有三個(gè)捕獲單元引腳CAPCAP2和CAP3，它們可以選擇通用定時(shí)器1或2作為時(shí)基，但CAP1和CAP2一定要選擇相同的定時(shí)器作為時(shí)基；EVB模塊也有三個(gè)捕獲單元引腳CAP CAP5和CAP6，它們可以選擇通用定時(shí)器3或4作為時(shí)基，但CAP4和CAP5一定要選擇相同的定時(shí)器作為時(shí)基。 ④ 捕獲單元。）的固定相位偏移，對(duì)輸入的2路正交信號(hào)進(jìn)行鑒相和4倍頻。 ③ 正交編碼脈沖電路。每個(gè)事件管理器模塊有3個(gè)全比較單元（2和3）（EVA）； 5圖4－3 TMS功能方框圖和6（EVB），每個(gè)比較單元各有一個(gè) 16位比較寄存器 CMPRx，各有兩個(gè)CMP / PWM輸出引腳，可產(chǎn)生2路 PWM輸出信號(hào)控制功率器件，其輸出引腳極性由控制寄存器 (ACTR)的控制位來決定，根據(jù)需要，選擇高電平或低電平作為開通信號(hào)，通過設(shè)置T1為不同工作方式，可選擇輸出對(duì)稱PWM波形、非對(duì)稱PWM波形或空間矢量PWM波形。每個(gè)通用定時(shí)器都可以獨(dú)立地用于提供PWM輸出通道，可產(chǎn)生非對(duì)稱或?qū)ΨQPWM波形，因此，四個(gè)通用定時(shí)器最多可提供4路PWM輸出。通用定時(shí)器有四種可選擇的操作模式：停止/保持模式、連續(xù)增計(jì)數(shù)模式、定向增/減計(jì)數(shù)模式和連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式。 ① 通用定時(shí)器。 TMS320LF2407A的指令集有三種基本的存儲(chǔ)器尋址方式：立即尋址方式、直接尋址方式、間接尋址方式。這些空間提供了共192K字的地址范圍。 TMS320LF2407A采用增強(qiáng)的哈佛結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)部具有六條16位總線，即程序地址總線（PAB）、數(shù)據(jù)讀地址總線（DRAB）、數(shù)據(jù)寫地址總線（DWAB）、程序讀總線（PRDB）、數(shù)據(jù)讀總線（DRDB）、數(shù)據(jù)寫總線（DWEB），其程序存儲(chǔ)器總線和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線相互獨(dú)立，支持并行的程序和操作數(shù)尋址，因此CPU的讀/寫可在同一周期內(nèi)進(jìn)行，這種高速運(yùn)算能力使自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等復(fù)雜控制算法得以實(shí)現(xiàn)。完全獨(dú)立于CALU的輔助寄存器單元（ARAU）包含八個(gè)16位輔助寄存器，其主要功能是在CALU操作的同時(shí)執(zhí)行八個(gè)輔助寄存器（AR7至AR0）上的算術(shù)運(yùn)算。體系結(jié)構(gòu)采用四級(jí)流水線技術(shù)加快程序的執(zhí)行，可在一個(gè)處理周期內(nèi)完成乘法、加法和移位運(yùn)算。⑥ 41個(gè)通用I/O引腳，5個(gè)外部中斷，16個(gè)PWM通道，4個(gè)16位通用定時(shí)器 一、系統(tǒng)組成 TMS320LF2407A系統(tǒng)組成包括：40MHz、　CPU、片內(nèi)存儲(chǔ)器、事件管理器模塊、片內(nèi)集成外圍設(shè)備。④ 32位累加器和32位算術(shù)邏輯單元，一個(gè)1616的硬件乘法器。其中片內(nèi)雙方向RAM544Byte，64KB的Flash存儲(chǔ)器，片內(nèi)單訪問RAM 4KB。根據(jù)TI提供的資料，且有4種低功耗工作方式，單指令周期25ns（40MHz），最高的運(yùn)算速度能達(dá)到40MIPS。圖4－1 TMS320系列產(chǎn)品最佳控制低功耗高性能C1/2XXXC8XC5XC2000(C20,C24)C6000(C62X,C67X)C5000(C54)C3X/C4X圖4－2 TMS320芯片的命名方法TMS320LF2407A是一款高性能的16位DSP芯片，是專門為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，處理速度快，且片內(nèi)含有豐富的硬件資源，大大減少了外圍設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，為使用者帶來了巨大的方便。圖4－1給出了TMS320系列產(chǎn)品。派生的器件集成了新的片內(nèi)存儲(chǔ)器和片內(nèi)外設(shè)，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。240xA芯片是24x定點(diǎn)DSPs系列的一部分，是C2000平臺(tái)的一員。TMS320系列的DSP具有以下特點(diǎn)：（1） 靈活的指令系統(tǒng)；（2） 靈活的操作性能；（3） 調(diào)整的運(yùn)算能力；（4） 改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu)；（5） 很高的性能價(jià)格比；在1982年，TI公司推出了TMS320系列的第一款定點(diǎn)DSP芯片——TMS32010。TMS320DSPs的體系結(jié)構(gòu)適合于實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理。顯然有D0=UβD1=32Uα12UβD2=32Uα12Uβ定義函數(shù) signx=0 x0 1 x0根據(jù)式S＝sign(D0)+2sign(D1)+4sign(D2)計(jì)算所得到系數(shù)S,S與Ur所在扇區(qū)號(hào)N的關(guān)系如表3－5 表3－5 S與扇區(qū)號(hào)N的對(duì)應(yīng)關(guān)系表S123456扇區(qū)號(hào)NⅡⅥⅠⅣⅢⅤ扇區(qū)判斷圖3－9根據(jù)以上分析建立起MATLAB扇區(qū)判斷的仿真模型,如圖3－10所示圖3－10扇區(qū)判斷模塊三、 公式X、Y、Z和矢量分配時(shí)間TX、TY在前面相關(guān)內(nèi)容中，已經(jīng)推導(dǎo)過這幾個(gè)量的數(shù)學(xué)模型，這里就能夠按照數(shù)學(xué)模型來建圖3－11 X、Y、Z仿真模塊圖3－12 矢量分配時(shí)間TT2立仿真模型了。gain4=。gain2=32。uαuβ=231 12 120 32 32uAuBuC由以上3/2坐標(biāo)的公式，設(shè)置仿真模塊中的參數(shù)參數(shù)如下gain=1/2。（4）SVPWM脈沖的產(chǎn)生。（2）計(jì)算公用公式X、Y、Z，并進(jìn)一步計(jì)算出各扇區(qū)內(nèi)主輔矢量的作用時(shí)間的分配情況。通過MATLAB實(shí)現(xiàn)SVPWM調(diào)制算法的仿真主要有以下幾個(gè)步驟。利用MATLAB/Simulink環(huán)境下的豐富模型，可很方便的實(shí)現(xiàn)SVPWM的仿真。（2）仿真可以提供系統(tǒng)性能的數(shù)據(jù)資料，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)原型中存確定最優(yōu)參數(shù)。 SVPWM控制算法的仿真在科研實(shí)踐中，系統(tǒng)仿真變得越來越不可缺少。顯然，控件器采樣頻率越大，逆變器開關(guān)頻率越高，磁鏈追蹤的精度越高。各矢量的發(fā)送順序規(guī)律見表3－表3－4所示。通過對(duì)扇區(qū)的選擇，那么相鄰矢量的作用時(shí)間可在，中選擇。因而第6扇區(qū)各矢量作用時(shí)間就不需要再作推導(dǎo)，直接根據(jù)第3扇區(qū)作用時(shí)間來確定即可（N＝6）：Tx=3UTUdsin((N3)π3θ)Ty=3UTUdsin(θ(N4)π3)為了補(bǔ)償U(kuò)的旋轉(zhuǎn)頻率，需要插入零矢量UO或者U7，其作用總時(shí)間為TO，滿足條件：TO=TT4T6 , T00=1KT0, T07=KT0約束條件為0≤K≤1在此，定義扇區(qū)內(nèi)先發(fā)生的矢量TX叫主矢量，后發(fā)生的矢量Ty叫輔矢量。各矢量的作用時(shí)間則根據(jù)圖3－5，由正弦定理可得：OAsin(π3θ)=OBsin(2π3)=ABsin(θ)即：T4U4sin(π3θ)=TUsin(2π3)=T6U6sinθ6個(gè)基本空間矢量幅值相等，把U6=U4=2Ud3代入上式，即可求出第一扇區(qū)時(shí)間： T4=3UTUdsin(π3θ)T6=3UTU6sinθ ①同理，可以推出當(dāng)扇區(qū)號(hào)N＝2時(shí)的矢量時(shí)間分配： T2=3UTUdsin(2π3θ)T6=3UTUdsin(θπ3) ②N=3時(shí)： T2=3UTUdsin(2π3θ)T3=3UTUdsin(θ2π3) ③將以上三式綜合起來表示，就可以得到N=3時(shí)的矢量時(shí)間計(jì)算公式： TX=3UTUdsin(Nπ3θ)Ty=3UTUdsin(θ(N1)π3)從基本矢量圖中可以看出，第1扇區(qū)內(nèi)矢量與第4扇區(qū)內(nèi)矢量關(guān)于圓心對(duì)稱，即空間相位差為180176。其圖形如圖3－4所示矢量作用時(shí)間的推導(dǎo)過程比較繁雜，在這里，本文用一種比較簡(jiǎn)單的方法，來推導(dǎo)算法中各矢量的作用時(shí)間。這是因?yàn)槿绻试S有兩個(gè)或三個(gè)橋臂同時(shí)動(dòng)作，則在線電壓的半周期內(nèi)會(huì)出現(xiàn)反極性的電壓脈沖，產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩， 引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電磁噪聲。另外，為使波形對(duì)稱，把每個(gè)矢量的作用時(shí)間都一分為二，同時(shí)把零矢量時(shí)間分配給兩個(gè)零矢量U0、U7。以下是以在第一區(qū)間的情況為例，介紹七段式生成方法計(jì)算主、輔矢量的作用時(shí)間其它區(qū)間也按同樣的方法計(jì)算。U0包括了UO、U7兩個(gè)零矢量。T為采樣周期。把它分成六個(gè)扇區(qū)，每為一個(gè)扇區(qū)，在每一個(gè)扇區(qū)，選擇相鄰的兩個(gè)電壓矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原則來合成每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的任意電壓矢量。目前，磁通正弦多采用控制電壓矢量的導(dǎo)通時(shí)間方法，用盡可能多的多邊形磁通軌跡來逼近理想磁鏈圓。它消除了比較判斷誤差，很大程度上提高磁鏈追蹤的精度，輸出電流更接近于正弦。比較判斷式磁鏈追蹤型法控制雖然簡(jiǎn)單，能實(shí)時(shí)追蹤，但易出現(xiàn)判斷誤差和量化誤差，從而影響到磁鏈追蹤的精度。由八種磁鏈?zhǔn)噶康牟煌M合作用，可使該磁鏈軌跡逼近正多邊形或圓形。圖3－3 電壓空間矢量分區(qū)及合成設(shè)逆變器輸出的三相電壓為UA、UB、UC，由圖3－2可求出加到電機(jī)定子上的相電壓為： USA=UAUNUSB=UBUNUSC=UCUN （式3－2）將式3－2代入式3－1中可得電機(jī)定子電壓空間矢量US為：US=23USA+U