通過優(yōu)化PWM算法提高智能微控制器控制性能解析方案

3 M37906微處理器和智能功率模塊PS21245構(gòu)成的變頻器

M37906和PS21245智能功率模塊構(gòu)成的變頻器結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中IPM三相PWM控制信號(hào)通過4.7kΩ的上拉電阻后直接與M37906的P6相連(布線時(shí)要特別注意該組引線要盡可能短，以提高系統(tǒng)的抗干擾性能)。上臂驅(qū)動(dòng)電源正極(VUFB、VVFB、 VWFB)和下臂驅(qū)動(dòng)電源負(fù)極(VUFS、VVFS、VWFS)通過自舉電路連到+15V，IPM的三個(gè)上臂控制電源端VP1和下臂控制電源端Vpc與+ 15V驅(qū)動(dòng)電源直接相連。短路保護(hù)動(dòng)作電壓設(shè)定值CIN與VNC之間加限流電阻，根據(jù)實(shí)際保護(hù)動(dòng)作電壓的需要調(diào)整阻值。故障信號(hào)輸出端Fo與M37906 的P6OUTcut/INT4相連。輸出故障脈寬設(shè)定端CFO通過陶瓷電容與VNC相連，當(dāng)選取22nF的電容時(shí)，對(duì)應(yīng)的故障脈寬為1.8ms。IPM供電直流電源端P與+15V驅(qū)動(dòng)電源連接。電源端N、上下臂GND端接模擬地。三相逆變輸出端U、V、W與負(fù)載電機(jī)的U、V、W連接。

3.1 PWM采樣方法[1]

PWM脈寬調(diào)制是利用相當(dāng)于基波分量的信號(hào)對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制，脈沖寬度由正弦波和三角波自然相交而成的自然采樣法，如圖4所示。其中圖4(a)為對(duì)稱規(guī)則采術(shù)，設(shè)三角載波周期為Tt，采樣周期為Ts(Ts=Tt)，當(dāng)以三角波頂點(diǎn)t1為采樣點(diǎn)時(shí)：

ton=Ts/4(1+Usinωt1),toff=Ts/4(1-Usinωt1) (1)

tpw=Ts/2(1+Usinωt1)

采樣點(diǎn)時(shí)刻t1只與載波比N有關(guān)，與調(diào)節(jié)器幅比M無關(guān)(其中t1=kT1,k=0,1,2,…N-1)。

對(duì)于圖4(b)所示的不對(duì)稱規(guī)則采樣法，既在三角波的頂點(diǎn)位置又在底點(diǎn)位置對(duì)正弦波進(jìn)行采樣時(shí)，采樣周期Ts是三角波周期的1/2：

ton=Ts/2(1+Usinωt1)

toff=Ts/2(1-Usinωt1) (2)

ton=Ts/2(1+Usinωt2)

toff=Ts/2(1-Usinωt2)

脈沖寬度為：

tpw=ton+ton=Tt/2[1+U/2(sinωt1+sinωt2)]

t1=kTt/2(當(dāng)k=0,2,4,6,…)

t2=kTt/2(當(dāng)k=1,3,5,7,…)

其中k=0，1，2，3…，當(dāng)k為偶數(shù)時(shí)是頂點(diǎn)采樣，k為奇數(shù)時(shí)是底點(diǎn)采樣。

3.2 軟件結(jié)構(gòu)