基于TMS320F2808的高精度UPS電源鎖相技術(shù)

　　1. 4 鎖相精度

　　本方案中SPWM 波的產(chǎn)生采用雙極性同步調(diào)制技術(shù)， 一周期開關(guān)點(diǎn)數(shù)N = 400， 2808 的工作頻率SYSCLKOU T= 100 MHz( 10 ns) ， 程序中設(shè)定定時(shí)器的時(shí)鐘頻率和系統(tǒng)頻率一樣， 即每10 ns 計(jì)1， 計(jì)數(shù)方式采用同步增減計(jì)數(shù)模式， 基波頻率為50 Hz( 即周期20ms) ， 因而每個(gè)正弦周期內(nèi)最小相差為: 400 × 10×2=8 000 ns， 0. 008/ 20 × 360°= 0. 144°， 即鎖相精度為:0. 144°/ 360°× 100 % = 0. 04 % 。鎖相仿真實(shí)驗(yàn)波形如圖5 所示。

圖5 鎖相仿真波形圖

　　圖5( a) 中CH1 為模擬電網(wǎng)電壓過零比較后波形， CH2 為2808 控制板上輸出SPWM 波經(jīng)RC 濾波后得到的正弦波， CH3 為2808 輸出的SPWM 波， 圖5( b) 為鎖相展開圖。從圖中可以看出， 鎖相效果良好。

　　2 實(shí)際樣機(jī)驗(yàn)證

　　利用本文中提到的高精度鎖相控制方案， 在一臺(tái)6 kVA 單相在線式UPS 樣機(jī)上進(jìn)行的實(shí)際實(shí)驗(yàn)， 對(duì)UPS 的逆變輸出與電網(wǎng)電壓進(jìn)行鎖相， 試驗(yàn)結(jié)果如圖6 所示， 其中圖6( a) 為鎖相前市電與U PS 樣機(jī)輸出電壓的波形圖， 經(jīng)鎖相后， 市電與UPS 樣機(jī)的輸出電壓波形如圖6( b) 所示， 由圖中可以看出， 鎖相后二者波形很好地吻合， 實(shí)現(xiàn)了逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓高精度的同頻同相。

圖6 6 kVA 在線式UPS樣機(jī)實(shí)驗(yàn)鎖相波形

　　鎖相技術(shù)是UPS 一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。本文提出一種基于T I 公司的TMS320F2808DSP 芯片來實(shí)現(xiàn)高精度鎖相的方法， 該芯片價(jià)格便宜、性能優(yōu)越， 仿真及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了該方法的正確性和可行性。

　　另外該方法僅需采集一路的電壓信號(hào)， 也節(jié)約了硬件成本， 使實(shí)現(xiàn)變得簡單， 而且鎖相穩(wěn)定、快速。該方案不僅可以應(yīng)用于U PS 中， 在其它與鎖相相關(guān)的設(shè)備中都可以用上， 具有極高的實(shí)用意義。