基于DSP正弦波調(diào)制的三電平變換器
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（d）AB線電壓波形
圖2 SPWM原理圖
3 基于DSP的三電平SPWM的實(shí)現(xiàn)
TI公司的TMS320LF2407ADSP是面向電力電子控制領(lǐng)域的，它具有兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，能夠?qū)崿F(xiàn)PWM對(duì)稱和非對(duì)稱波形；外部引腳PDPINTx快速封鎖PWM通道；可編程的死區(qū)控制；3個(gè)捕獲單元；片內(nèi)光電編碼器接口電路；16通道的A/D轉(zhuǎn)換。另外，它還有串行通信接口(SCI)，16位的串行外設(shè)接口模塊(SPI)和控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)2.0B模塊。LF2407A可以很好地實(shí)現(xiàn)電力電子領(lǐng)域的控制。DSP實(shí)現(xiàn)SPWM控制三電平變換器的控制框圖見圖3。對(duì)稱的規(guī)則采樣PWM法比較簡(jiǎn)單，適合于數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)，它的原理是在三角載波的峰點(diǎn)（谷點(diǎn)）的時(shí)刻采樣正弦波調(diào)制信號(hào)而形成的波形，采樣周期Ts為三角載波的周期。用DSP實(shí)現(xiàn)SPWM控制的過程中，主要是計(jì)算各個(gè)載波周期內(nèi)的開關(guān)時(shí)間。圖4是計(jì)算載波周期內(nèi)開關(guān)時(shí)間的中斷程序流程圖。中斷程序主要就是計(jì)算第N個(gè)載波周期內(nèi)的開關(guān)的時(shí)間，其中v0為正弦波的幅值。表1是DSP的信號(hào)與開關(guān)管對(duì)應(yīng)表。表2是各個(gè)扇區(qū)內(nèi)CMPRx的值表。
表1 DSP信號(hào)和主功率管的對(duì)應(yīng)關(guān)系
| PWM1 | PWM2 | PWM3 | PWM4 | PWM5 | PWM6 |
|---|---|---|---|---|---|
| Sa3 | Sa1 | Sa4 | Sa2 | Sb3 | Sb1 |
| PWM7 | PWM8 | PWM9 | PWM10 | PWM11 | PWM12 |
| Sb4 | Sb2 | Sc3 | Sc1 | Sc4 | Sc2 |
表2 CMPRx在各個(gè)區(qū)內(nèi)的值
| CMPR1 | CMPR2 | CMPR3 | CMPR4 | CMPR5 | CMPR6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Z1 | v0sinθ | T | v0sin(π/3－θ) | T | 0 | T－v0sin(θ＋π/3) |
| Z2 | v0sin(θ＋π/3) | T | 0 | T－v0sinθ | 0 | T－v0sin(π/3－θ) |
| Z3 | v0sin(π/3－θ) | T | 0 | T－v0sin(θ＋π/3) | v0sinθ | T |
| Z4 | 0 | T－v0sinθ | 0 | T－v0sin(π/3－θ) | v0sin(θ＋π/3) | T |
| Z5 | 0 | T－v0sin(θ＋π/3) | v0sinθ | T | v0sin(π/3－θ) | T |
| Z6 | 0 | T－v0sin(π/3－θ) | v0sin(θ＋π/3) | T | 0 | T－v0sinθ |
圖3 DSP控制的三電平變換器框圖
圖4 中斷程序流程圖
4三電平SPWM的仿真研究
為了研究載波調(diào)制的諧波消除效果，采用電力電子專用仿真軟件PSIM對(duì)圖1所示的三電平變換器進(jìn)行了仿真研究。仿真參數(shù)設(shè)置載波的頻率fc=10kHz，調(diào)制正弦波的頻率fm=50Hz，幅度調(diào)制比為ma=0.9。相電壓、線電壓的仿真波形如圖5（a）所示。從仿真結(jié)果不難看出三電平的諧波主要集中在載波頻率的倍數(shù)的位置，如圖5（b）所示，而低次諧波很小。
評(píng)論