STM32上SVPWM輸出的實(shí)現(xiàn)方案

2．5 中斷子程序
為了減少中斷的時(shí)間，在中斷程序中僅保留了輸出SVPWM所必要的運(yùn)算及對(duì)TIM1必要的操作。整個(gè)程序中的所有的電壓量全部轉(zhuǎn)化為標(biāo)幺值。由于STM32是一款32位的控制器，所以需要參與計(jì)算值都采用Q15的形式，這樣可以在提高精度的同時(shí)保證乘法運(yùn)算不會(huì)溢出。中斷子程序的流程如圖3所示。

2．6 CPU資源占用分析
由圖2可以看出，在定時(shí)器輸出波形時(shí)有兩個(gè)觸發(fā)產(chǎn)生。TIM1_CH4可以用來(lái)觸發(fā)芯片的其他功能(如ADC采樣)，這樣就可以自動(dòng)完成一些工作，避免消耗CPU資源。
為了在一個(gè)周期調(diào)制完成后馬上進(jìn)行下一個(gè)周期的調(diào)制，下次調(diào)制的時(shí)間需要提前計(jì)算，此時(shí)就必須打開(kāi)定時(shí)器的預(yù)裝載功能。在發(fā)生計(jì)數(shù)器溢出中斷后，計(jì)算下一次調(diào)制時(shí)各個(gè)通道的時(shí)間。計(jì)算完成后將結(jié)果寫入預(yù)裝載寄存器，以便在下次更新時(shí)寫入新的比較值?？梢钥闯?，SVPWM只在中斷中耗費(fèi)了CPU的一點(diǎn)資源用來(lái)計(jì)算，其余全是定時(shí)器自動(dòng)完成，而且在兩次調(diào)制之間沒(méi)有任何延遲。

3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3．1 實(shí)驗(yàn)硬件電路
實(shí)驗(yàn)硬件電路包括主控芯片及外圍電路、MOS驅(qū)動(dòng)器和由6個(gè)MOS管組成的逆變器。其部分電路如圖4所示。ADUM3223驅(qū)動(dòng)器的輸入來(lái)自STM32F103VET6中TIM1的CH1和CH1N，兩者為互補(bǔ)輸出。使能輸入端連接到芯片的PE15引腳，并且有一個(gè)4．7 KΩ的上拉電阻。在輸出端的高端設(shè)計(jì)了一個(gè)泵電源，保證高端MOS管能夠可靠導(dǎo)通。R1用來(lái)保證充電速度不會(huì)過(guò)快，可根據(jù)實(shí)際需求更改大小。在MOS管的柵極有一個(gè)限流電阻，用來(lái)防止MOS管漏源極電壓dv／dt太大，導(dǎo)致?lián)p壞。

3．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
由于SVPWM的輸入為αβ坐標(biāo)系下的Uα和Uβ，在讓矢量運(yùn)行軌跡為圓形時(shí)特別困難，所以在輸入端前加入了一個(gè)Park變換算法，使其變?yōu)閁d和Uq。這樣只需要設(shè)置合成矢量的角度和大小，而角度可以人為設(shè)為一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的值。圖5為第一扇區(qū)下的調(diào)制輸出波形。圖6為矢量圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸出相電壓濾波后的馬鞍波形。

結(jié)語(yǔ)
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該設(shè)計(jì)方案可以方便地實(shí)現(xiàn)SVPWM輸出，計(jì)算量并不大。其功能主要是靠硬件實(shí)現(xiàn)，所以占用CPU資源很少，完全可以當(dāng)作一個(gè)模塊應(yīng)用到其他場(chǎng)合中。