基于TMS320LF2407A的全数字单相变频器的设计

3 系统的数字实现

　　系统逆变器部分采用SPWM规则采样算法，其基本思想是使输出的脉冲按正弦规律变化，这样降低输出电压中的谐波分量，使输出电压更接近于正弦波。为了便于数字实现，用规则采样法生成SPWM脉冲序列，其原理如图4所示。因为三角载波频率比正弦波频率高很多，所以将三角载波uc的一个周期内的正弦调制波ut看作不变，这样在一个三角波周期，只需在B点取样一次，便可使生成的SPWM脉冲中点与对应三角波的中点(A点)重合，从而使SPWM脉冲的计算大为简化。设uc的幅值为1，正弦调制信号ut=Msinωtt，其中O≤M1(M为调制度)。由于△ABC～△EDA，故有：

　　正弦函数值采用查表的方式求出。另外在每段的同步调制中取N为3的倍数。

　　软件程序设计是逆变控制电路设计的核心。本系统软件主要包括：主程序、中断服务程序、PI调节程序、显示程序等。图5为主程序流程，图6为中断程序流程。在主程序中，完成DSP系统及外部设备初始化，I/O控制信号管理及正弦波信号产生和处理等。在中断程序中，完成电流、电压检测，PI调节计算，计算恒压频比下的调制度M和频率值，正弦波处理并给比较器CMPRl赋值等。　　

　　4 实验结果

　　图7为同一桥臂上下管PWMl与PWM2波形。由图可见，上下桥臂设置了2μs的死区时间，以保证逆变电路的安全工作。图8为DSP发出的PWM波形，(1)、(2)为两个互补的等幅不等宽的脉冲信号。其中高电平为+5 V，低电位为O V，脉冲宽度是按照正弦规律变化的。由于M57962L芯片采用的是负电位驱动，所以要采用电平转换电路。图9为最终驱动IGBT的SPWM波形(转换后的SPWM波形)，从图中可以看出，波形的宽度是按照正弦规律变化的。图10(a)、(b)分别为f=200 Hz和f=300 Hz时的输出电压波形。实验结果表明，输出电压波形质量好，总谐波畸变率低。　　

　　5 结 论

　　基于DSP的数字控制技术能大大改善产品的一致性，克服模拟控制带来的产品性能分散性，同时增强了控制的柔性，简化了系统结构，提高了整个系统的稳定性和可靠性，有较好的应用前景。本设计应用TMS320LF2407A芯片采用SPWM控制技术，完成了将380 V、50 Hz的交流电源变换成输出220 V、频率为100～400 Hz可调的交流电源。通过对样机的实际测量表明，输出波形质量良好，克服了过去这类电源采用体积大的中频变压器时出现的噪声大、响应慢、波形畸变严重等缺点，是有较好应用前景的产品。