基于TI DSP的數字化三相變頻電源的研制

　　2．2 SPWM生成原理

　　SPWM流程圖如圖6所示。在程序的初始化部分建立一個正弦表，在系統(tǒng)運行的時候可以通過查表的方式得到想要的數據。假設在一個正弦波周期內采樣的次數為NX，則在第i個點的采樣值為

　　在實際使用中由于正弦表中的值要能被比較寄存器使用，所以不能出現(xiàn)負值，從上式可以看出當此時就不能正常使用了，因此可以把上面的公式改寫為下面的形式：

　　其中PR為周期寄存器中的計數周期值。

　　對yi取整，從i=1到i=NX，得到NX個正弦采樣值的表格，設置通用定時器的計數方式為連續(xù)增減計數方式，在中斷程序中調用表中的值即可產生相應的按正弦規(guī)律變化的方波信號。

　　這里NX取180，載波比為3的整數倍(載波比=調制波頻率／載波頻率)，這樣可以使三相輸出波形嚴格對稱，減少諧波對輸出電壓波形的影響。

2．3 顯示電路

　　為了提高產品的人機交互性，系統(tǒng)中加了顯示電路，經過比較，我們采用SPLC50lA液晶顯示屏完成顯示工作，顯示電路與DSP2812連接框圖如圖7所示：

　　TMS320F2812對任何一個映射在XINTF區(qū)的外部器件進行讀／寫訪問都可劃分為三個階段：建立階段、激活階段和跟蹤階段。這次設計中LCD映射到了XINTF0，默認情況下三個階段的周期分別為6個XTIMCLK周期，14個XTIMCLK周期和6個XTIMCLK周期，如果將XTIMCLK的頻率設置為SYSCLKOUT的l／2，則讀／寫周期的最大值為1 80ns。三個階段的讀寫時序圖如圖8所示：

　　凌陽SPLC501液晶模塊的使能信號CS的周期最小為166ns，時序圖如圖9所示。由前面分析可得，DSP的讀寫周期最大值為180ns，液晶模塊的讀寫周期最小為166ns，DSP的讀／寫時序能滿足該液晶模塊的要求。

　　3 創(chuàng)新點設計

　　本系統(tǒng)設計采用交一直一交變頻方式，系統(tǒng)整體結構運用模塊化設計，將變頻電源的各部分很好的結合在一起，實現(xiàn)變頻輸出；高精度顯示電壓、電流、頻率、有功功率，所測信號數值為真有效值，電壓輸出精度高，誤差小于5％，輸出三相正弦波失真度小，并且具有過壓、過流、缺相保護等功能，性能穩(wěn)定，本系統(tǒng)設計的創(chuàng)新點在于：

　　1)結合TMS320LF2812芯片的AD單元，對三相變頻電源的輸出線電壓、線電流進行采樣，外擴隨即存儲器，通過SPLC50l液晶顯示器顯示電壓、電流以及頻率的值，可以實現(xiàn)自主采樣和數據傳輸，大大提高數據采集效率，實時的顯示變頻電源的電壓、電流的有效值，顯示精度高，實時性好。

　　2)結合TMS320F2812事件管理器EV單元，采用正弦脈寬調制(SPWM)技術，通過對SPWM程序進行設計和改進算法，可以有效的調節(jié)三相變頻電源輸出的頻率和有效值，實時陛好，精度高。

　　3)變頻電源系統(tǒng)控制部分完全實現(xiàn)了數字化，控制精度更高，抗干擾能力強。

　　4 測試結果

　　根據設計要求，我們試制了樣品，由示波器觀察到的相電壓和線電壓波形(見圖10～圖13)可以看出，波形基本上沒有失真，并且通過調節(jié)調制度和正弦波的頻率可以改變輸出電壓的大小，達到了設計要求。

　　5 結論

　　研制的數字化三相變頻電源，經過兩次試制，其間經過多次試驗，并且對控制原理、電路結構等方面進行改進，現(xiàn)已逐步完善并經過考驗，證明了本電源的有效性及可靠性。