全數(shù)字單相三電平整流器控制電路設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2011-02-26 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162377.htm

在區(qū)域1，電壓大于－u_d/2，并且小于u_d/2，在電壓u_AB上產(chǎn)生三個(gè)電平：－u_d/2，0，u_d/2。同理，在區(qū)域2，電壓絕對(duì)值大于u_d/2，并小于直流側(cè)電壓u_d，在電壓正半周期(或負(fù)半周期)上產(chǎn)生兩個(gè)電平：u_d/2和u_d(或－u_d/2和－u_d)。相應(yīng)電平的工作區(qū)域如表1所列。

表1 相應(yīng)電平的工作區(qū)域

工作區(qū)域	1	2	1	2
工作區(qū)域	u_s>0	u_s0	u_s>0	u_s0
高電平	u_d/2	0	u_d	－u_d/2
低電平	0	－u_d/2	u_d/2	－u_d

為方便控制，這里定義兩個(gè)控制變量S_A及S_B，其中

S_A=（1）

S_B=（2）

根據(jù)表1可以設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)查詢(xún)表，如表2所列，將其存儲(chǔ)在DSP中，當(dāng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，便可根據(jù)輸入電壓、電流信號(hào)，從表中查詢(xún)所需采取的開(kāi)關(guān)策略。

表2 查詢(xún)表

S_A	S_B	V₁₁	V₁₂	V₂₁	V₂₂	V₃₁	V₃₂	V₄₁	V₄₂	u_AB
1	1	1	1	0	0	1	1	0	0	0
1	0	1	1	0	0	0	1	1	0	u_d/2
1	－1	1	1	0	0	0	0	1	1	u_d
0	1	0	1	1	0	1	1	0	0	－u_d/2
0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0
0	－1	0	1	1	0	0	0	1	1	u_d/2
－1	1	0	0	1	1	1	1	0	0	－u_d
－1	0	0	0	1	1	0	1	1	0	－u_d/2
－1	－1	0	0	1	1	0	0	1	1	0

整個(gè)控制系統(tǒng)以一片DSP為核心，控制框圖如圖4所示。

圖4 控制框圖

鎖相環(huán)電路產(chǎn)生一個(gè)與電源電壓同相位的單位正弦波形，u_d的采樣信號(hào)通過(guò)低速電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，電流i_s的采樣信號(hào)通過(guò)高速電流內(nèi)環(huán)G₁進(jìn)行調(diào)節(jié)，電容C₁端直流電壓u₁與電容C₂端直流電壓u₂分別通過(guò)兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)償環(huán)G₂用于補(bǔ)償兩只電容電壓的不平衡。

檢測(cè)的線(xiàn)電流命令i_s與參考電流i_s^＊比較，產(chǎn)生的電流誤差信號(hào)送至電流內(nèi)環(huán)G₁，以跟蹤電源電流變化，產(chǎn)生的線(xiàn)電流波形將與主電壓同相位。

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用兩個(gè)通用定時(shí)器GPT₁及GPT₂來(lái)產(chǎn)生周期性的CPU中斷，其中GPT₁用于PWM信號(hào)產(chǎn)生、ADC采樣和高頻電流環(huán)控制(20kHz)，GPT₂用于低頻電壓環(huán)的控制(10kHz)，兩者均采用連續(xù)升/降計(jì)數(shù)模式。低速電壓環(huán)的采樣時(shí)間為100μs，高速電流環(huán)采樣時(shí)間為50μs。中斷屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT₁在下降沿和特定周期產(chǎn)生中斷，GPT₂則僅在下降沿產(chǎn)生中斷。

整個(gè)程序分為主程序模塊、初始化模塊、電流控制環(huán)計(jì)算模塊、電壓控制環(huán)計(jì)算模塊、PWM信號(hào)產(chǎn)生模塊等五大部份。程序流程如圖5所示。