5Hz三檔三相SPWM波形的生成方法

因此取CA為360P,RA1為20kΩ,RA2取100Ω。為了保證三相死區(qū)時(shí)間一致,在此取電容為高檔精密獨(dú)石電容,電阻RA1選用電阻排,電阻排采用集成制造工藝,相對(duì)精度較高。R為比較器輸出上拉電阻，可取10kΩ的電阻排。

2.2SPWM軟件設(shè)計(jì)

　　由于本系統(tǒng)的輸出為固定5Hz，電壓分三檔的三相交流，因此不存在變頻的問(wèn)題，采用查表法較合

適。這樣就避免了較復(fù)雜的單片機(jī)在線計(jì)算。其主要優(yōu)點(diǎn)是采用查表法可以使載波頻率提高，從而降低諧波分量，而且使CPU有空閑時(shí)間來(lái)進(jìn)行其它方面的管理。數(shù)據(jù)表可由高級(jí)語(yǔ)言計(jì)算獲得。

(1)數(shù)據(jù)表的獲得

　　根據(jù)規(guī)則采樣法原理可知，只要給出周期和一周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)以及相應(yīng)輸出幅度的調(diào)制比m，則輸出波形一周期內(nèi)的任意一個(gè)脈沖都可以求得。

　　本系統(tǒng)的輸出周期：

T=1/5Hz=0.2s=0.2×106μs

　調(diào)制比：其中UOUT為逆變器三相輸出線電壓，Ed為直流側(cè)直流電壓。本系統(tǒng)要求UOUT有50V、60V、70V三檔，Ed=270V，因此相應(yīng)有三個(gè)m值。所以需產(chǎn)生對(duì)應(yīng)三個(gè)電壓檔的三組數(shù)據(jù)表。

　　由于逆變器輸出為三相正弦波，具有相同的幅度，只是在相位上互差120°,因此它們每一周期內(nèi)具有相同的脈沖波,即脈沖寬度和個(gè)數(shù)是完全相同的,因此只需求一相的數(shù)據(jù)表即可。三相查表時(shí),以互差120°的方式進(jìn)行查取。為了便于8098實(shí)現(xiàn)，在此表格中的一組數(shù)據(jù)為：[t2/2,t1],對(duì)于一周期（0～2π）內(nèi)有P個(gè)脈沖，本文8098采用6MHz的晶振，時(shí)鐘周期為0.5μs，而HSO的時(shí)間分辨率為8倍時(shí)鐘周期即4μs，因此（t2/2）N，(t1/2)N還需按4μs進(jìn)行量化，其量化誤差最大為2μs。另外HSO裝入的數(shù)據(jù)應(yīng)是16位字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)都按16位字長(zhǎng)存儲(chǔ)，第N個(gè)脈沖的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為：[(t2/2）N/0.000004]16bTTS，[(t1/2）N/0.000004]16bTTS，一個(gè)數(shù)據(jù)表有201組這樣的數(shù)據(jù)組成。對(duì)應(yīng)于50V、60V、70V三個(gè)檔位我們得到三組數(shù)據(jù)表，分別存儲(chǔ)于TABLE50、TABLE60、TABLE70為表頭的三個(gè)區(qū)域中。在運(yùn)行時(shí)，只要地址指針定位于三個(gè)表頭中的某一個(gè)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)輸出電壓。

　　在實(shí)踐中，采用了高級(jí)語(yǔ)言離線編程來(lái)取得三組數(shù)據(jù)表存于EPROM中，在程序運(yùn)行中要求輸出PWM波時(shí)，只需查表取值、定時(shí)就可以了。

(2)波形輸出

　　SPWM波輸出由4個(gè)HSO完成。HSO0、HSO1、HSO2作為三路SPWM波輸出口，HSO3定時(shí)中斷，作為時(shí)間基準(zhǔn)，HSO3定時(shí)中斷時(shí)間為T2/2，每中斷一次輸出半個(gè)脈沖波，一個(gè)周期輸出201個(gè)脈沖波需中斷201×2=402次,在中斷服務(wù)程序中,CPU將t1、t2、T/2值和控制字加載到HSO各口，然后返回主程序，重復(fù)上述過(guò)程，就可以輸出連續(xù)的SPWM波。SPWM波輸出框圖如圖5所示。

圖5SPWM波輸出框圖

3結(jié)論

　　采用上述方法生成的SPWM波經(jīng)逆變器輸出的頻率為5Hz的電流、電壓波形如圖6所示。由圖可見：波形正確、良好。

（a）電壓波形(b)電流波形
圖65Hz電流、電壓波形