基于DSP 28335的單相有源濾波控制器設(shè)計(jì)
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4 注意的問題
4．1 電壓過零干擾的處理
由于在該控制器設(shè)計(jì)中用過零檢測及正余弦查表的方式代替了圖1中的PLL和正弦、余弦發(fā)生電路。在該控制器設(shè)計(jì)中采用LM339比較器檢測電壓過零時(shí)刻，電壓過零點(diǎn)的檢測對(duì)于準(zhǔn)確檢測出補(bǔ)償量十分重要，若電壓過零點(diǎn)檢測不準(zhǔn)，則不能保證同步采樣，導(dǎo)致計(jì)算補(bǔ)償量不準(zhǔn)。電壓過零的實(shí)現(xiàn)是通過對(duì)電壓信號(hào)經(jīng)過電壓比較器，轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，DSP 28335捕捉上升沿時(shí)刻進(jìn)而確定周期的開始。由于傳感器輸出不是理想平滑的電壓信號(hào)，在過零點(diǎn)處，電壓的微小波動(dòng)會(huì)使比較器的輸出有很多毛刺。
這樣的毛刺小方波會(huì)被DSP 28335捕捉到，從而使周期開始判斷失誤，導(dǎo)致補(bǔ)償量計(jì)算誤差，為了解決上述問題，比較器前加濾波電路，去除高頻外，還利用DSP 28335的管腳輸入濾波功能，配置輸入量化寄存器GPxQUAL在精度允許的情況下，對(duì)輸入方波邊沿的毛刺進(jìn)行濾波。
4．2 數(shù)字濾波的選擇
數(shù)字LPF根據(jù)結(jié)構(gòu)分為無限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)和有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)。實(shí)現(xiàn)相同的功能，F(xiàn)IR階數(shù)要比IIR高幾倍，存在運(yùn)算速度慢，占用空間大的不足，結(jié)合諧波檢測要求實(shí)時(shí)性的要求，選擇IIR，在此采用二階巴特沃斯LPF，系數(shù)利用Matlab的Filter Designers設(shè)計(jì)。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在設(shè)計(jì)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案基礎(chǔ)上搭建了實(shí)驗(yàn)裝置。整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161030.htm
功率單元采用智能功率模塊PS21865-P。基于實(shí)驗(yàn)安全的考慮電源側(cè)用調(diào)壓器調(diào)壓，使得系統(tǒng)工作在低電壓小電流條件下。非線性負(fù)載接二極管全橋整流，再接阻感負(fù)載。電感用調(diào)壓器的二次線圈，調(diào)節(jié)電感，改變負(fù)載電流畸變程度，觀察補(bǔ)償效果。實(shí)驗(yàn)主要參數(shù)：電源電壓us=30 V；直流側(cè)電壓Udc=50 V；L=4．5 mH；RL=2 Ω；環(huán)寬0．2 A；采樣頻率25．6 kHz；最高開關(guān)頻率fmax=12．8 kHz。實(shí)驗(yàn)波形如圖5所示。
由圖可見，設(shè)計(jì)的基于DSP 28335的單相有源濾波控制器實(shí)時(shí)性好，補(bǔ)償后電源側(cè)電流具有很好的正弦性，且延時(shí)小，具有很好的補(bǔ)償效果。
6 結(jié)論
采用具有浮點(diǎn)運(yùn)算功能的DSP 28335作為處理器，設(shè)計(jì)了單相有源濾波器控制器，該控制器的突出特點(diǎn)是控制精度高，實(shí)現(xiàn)簡單。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，采用該方案的控制器能夠快速準(zhǔn)確地檢測、補(bǔ)償諧波電流，具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。
評(píng)論