基于TMS320LF2407A的全數(shù)字單相變頻器的設(shè)計

3 系統(tǒng)的數(shù)字實現(xiàn)

　　系統(tǒng)逆變器部分采用SPWM規(guī)則采樣算法，其基本思想是使輸出的脈沖按正弦規(guī)律變化，這樣降低輸出電壓中的諧波分量，使輸出電壓更接近于正弦波。為了便于數(shù)字實現(xiàn)，用規(guī)則采樣法生成SPWM脈沖序列，其原理如圖4所示。因為三角載波頻率比正弦波頻率高很多，所以將三角載波uc的一個周期內(nèi)的正弦調(diào)制波ut看作不變，這樣在一個三角波周期，只需在B點取樣一次，便可使生成的SPWM脈沖中點與對應(yīng)三角波的中點(A點)重合，從而使SPWM脈沖的計算大為簡化。設(shè)uc的幅值為1，正弦調(diào)制信號ut=Msinωtt，其中O≤M1(M為調(diào)制度)。由于△ABC～△EDA，故有：

　　正弦函數(shù)值采用查表的方式求出。另外在每段的同步調(diào)制中取N為3的倍數(shù)。

　　軟件程序設(shè)計是逆變控制電路設(shè)計的核心。本系統(tǒng)軟件主要包括：主程序、中斷服務(wù)程序、PI調(diào)節(jié)程序、顯示程序等。圖5為主程序流程，圖6為中斷程序流程。在主程序中，完成DSP系統(tǒng)及外部設(shè)備初始化，I/O控制信號管理及正弦波信號產(chǎn)生和處理等。在中斷程序中，完成電流、電壓檢測，PI調(diào)節(jié)計算，計算恒壓頻比下的調(diào)制度M和頻率值，正弦波處理并給比較器CMPRl賦值等?！　?/span>

　　4 實驗結(jié)果

　　圖7為同一橋臂上下管PWMl與PWM2波形。由圖可見，上下橋臂設(shè)置了2μs的死區(qū)時間，以保證逆變電路的安全工作。圖8為DSP發(fā)出的PWM波形，(1)、(2)為兩個互補的等幅不等寬的脈沖信號。其中高電平為+5 V，低電位為O V，脈沖寬度是按照正弦規(guī)律變化的。由于M57962L芯片采用的是負電位驅(qū)動，所以要采用電平轉(zhuǎn)換電路。圖9為最終驅(qū)動IGBT的SPWM波形(轉(zhuǎn)換后的SPWM波形)，從圖中可以看出，波形的寬度是按照正弦規(guī)律變化的。圖10(a)、(b)分別為f=200 Hz和f=300 Hz時的輸出電壓波形。實驗結(jié)果表明，輸出電壓波形質(zhì)量好，總諧波畸變率低?！　?/span>

　　5 結(jié) 論

　　基于DSP的數(shù)字控制技術(shù)能大大改善產(chǎn)品的一致性，克服模擬控制帶來的產(chǎn)品性能分散性，同時增強了控制的柔性，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有較好的應(yīng)用前景。本設(shè)計應(yīng)用TMS320LF2407A芯片采用SPWM控制技術(shù)，完成了將380 V、50 Hz的交流電源變換成輸出220 V、頻率為100～400 Hz可調(diào)的交流電源。通過對樣機的實際測量表明，輸出波形質(zhì)量良好，克服了過去這類電源采用體積大的中頻變壓器時出現(xiàn)的噪聲大、響應(yīng)慢、波形畸變嚴重等缺點，是有較好應(yīng)用前景的產(chǎn)品。