基于dsp实现的一种新颖开关逆变电源

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1、找电源工作--------上电源英才网引言随着工业和科学技术的发展，用户对电能质量的要求越来越高。包括市电在内的所有原始电能可能满足不了用户的要求，必须经过处理后才能使用，逆变技术在这种处理中起到了重要的作用。传统的逆变技术多为模拟控制或模拟与数字相结合的控制系统，其缺点为1)控制电路的元器件比较多，体积庞大，结构复杂；2)灵活性不够，硬件电路一旦设计完成，控制策略就不能改变；3)调试比较麻烦，由于元器件特性的差异，致使电源一致性差，且模拟器件的工作点漂移，会导致系统参数的漂移，从而给调试带来不便。因

2、此，传统的逆变器在许多场合已不适应新的要求。随着高速、廉价的数字信号处理器(DSP——DigitalSignalProcessor)的问世，于是便出现了数字电源(DPS——DigitalPowerSupply)。其优点有1)数字化更容易实现数字芯片的处理和控制，避免模拟信号传递的畸变、失真，减少杂散信号的干扰；2)便于系统调试；3)如果将网络通迅和电源软件调试技术相结合，可实现远程遥感、遥测、遥调。这些使得逆变电源数字化控制成为今后的发展趋势。本文采用TI公司专门为电机及电力电子领域设计的TMS320

3、LF2407型DSP作为控制器，介绍数字化周波逆变器的硬件设计和软件设计。TMS320LF2407的结构特点TMS320LF2407具有高速信号处理和数字化控制功能所必需的结构特点。将其优化的外设单元和高性能的DSP内核相结合，可以为各种类型电机提供高速和全变速的先进控制技术。其主要特点为1)其系统运行主频达30MHz，使得指令周期缩短到33ns，绝大部份指令均可在单周期内完成，提高了控制器的实时能力。2)2个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括2个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制(PWM)通

4、道。它们能够实现三相反相器控制；PWM的对称和非对称波形；当外部引脚PDPINTx出现低电平时快速关闭PWM通道；可编程的PWM死区控制以防止上下桥臂同时输入触发脉冲；16通道A/D转换器等功能。事件管理模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电机、步进电机、多级电机和逆变器。3)10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入A/D转换器或一个16通道输入的A/D转换器。4)高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO)。找电源工作----

5、----上电源英才网图1系统结构图工作原理Q1～Q4构成全桥，Q5、Q6组成周波变换器。开关管的驱动波形如图2所示。图2开关管的驱动波形整个工作过程可分为4个阶段，下面分别说明。第一阶段Q1、Q4导通当Q1、Q4(有相位差)导通，并让Q5提前导通，直流侧的能量便可传输到输出端。此时谐振电感储能，Q5软开通，减少了开关损耗。如图2中ug5所示。第二阶段谐振由于电路隔直电容和谐振电感(包括变压器中漏感)谐振，电感在第一阶段所保存的能量得以释放。当谐振电流到零时，关断Q1。此阶段Q2、Q4导通，Q5延迟一段

6、时间再关断。如图2中ug5所示。第三阶段Q2，Q3导通在此阶段，使Q6在Q2，Q3导通前提前导通。当Q2，Q3(Q1，Q2之间有死区)导通时，直流侧的能量便可传递到输出端，此时Q6为软开通。如图2中ug6所示。第四阶段谐振工作原理同第二阶段类似，此时电流方向与第二阶段相反，当电感上的能量释放完毕，关断Q6。此时一个周期便结束，开始下一个周期。从图1可以看出，无论变压器副边电压极性如何，若Q5导通、Q6关断，则输出端OUT1为正，OUT2为负；若Q6导通，而Q5关断，则找电源工作--------上电源英

7、才网OUT2为正，而OUT1为负。所以，控制Q5，Q6的导通顺序，即可控制输出端的极性，并可获得多种波形，例如交流、脉冲等波形均可实现。如要输出正弦波的正半周时，PULS1控制Q1，Q4，PULS2控制Q2，Q3，并同时让Q5，Q6相应地提前导通，便可输出正弦波的正半周，如图3所示。(a)驱动波形(b)输出波形图3输出正弦波的正半周要输出正弦波的负半周，只需让Q5，Q6的导通顺序交换便可，如图4所示。(a)(b)图4输出正弦波的负半周软件实现TMS320LF2407的处理速度为30MIPS，几乎所有的

8、指令都可在50ns的单周期内完成，配合其强大的指令运算功能，很容易实现各种控制算法及高速的实时采样，可提高系统的工作效率。为了改善系统的动态品质，并减小系统的静差，采用了闭环来实现各个功率变换环节的控制。1PWM波的输出找电源工作--------上电源英才网本文采用三角波作为载波的规则采样法，来获得等高不等宽的矩形波，即脉冲。每个脉冲的中点都与相应的三角波的中点相对应，在三角波的负峰值时刻tD对正弦调制波采样而得D点，过D点作一水平直线和三角波分别交于A