新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 逆變器基準(zhǔn)信號幾種產(chǎn)生方法的研究

逆變器基準(zhǔn)信號幾種產(chǎn)生方法的研究

作者: 時間:2012-03-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
1.引言

  傳統(tǒng)的控制電路都是采用模擬電路和小規(guī)模數(shù)字集成電路實現(xiàn)的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,采用微處理器的技術(shù)已開始越來越多地應(yīng)用于逆變電源。基于性能和成本的綜合考慮,目前,部分?jǐn)?shù)字化(即寬頻帶的電壓調(diào)節(jié)器仍由模擬電路實現(xiàn))不失為中小功率控制電路的優(yōu)選方案。這種情況下,基準(zhǔn)正弦信號首先由微處理器產(chǎn)生,變換成模擬信號后輸出給模擬電壓調(diào)節(jié)器。
  基于微處理器產(chǎn)生的基準(zhǔn)正弦信號頻率和周期易于控制、調(diào)節(jié)精度高,可以滿足并聯(lián)運(yùn)行等高性能控制的要求[1]。但同時時間和數(shù)值的量化必然造成諧波含量加大。本文將著重分析量化對幾種正弦波產(chǎn)生方法的諧波影響。

2.?dāng)?shù)字化正弦波形產(chǎn)生的方法

  軟件產(chǎn)生正弦波常用的方法有兩類:一類是表格+D/A法。所謂表格就是在一個正弦波的周期中取N點(diǎn),計算出每一段對應(yīng)的幅值,形成一組數(shù)據(jù),定時查表輸出將數(shù)字量經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換形成階梯波,濾波后成正弦波;另一類是正弦脈沖寬度調(diào)制(SPWM)法。數(shù)字正弦波數(shù)據(jù)經(jīng)正三角波(有時也用鋸齒波)軟件調(diào)制,輸出SPWM脈沖,再經(jīng)模擬電路濾波解調(diào)成正弦波。

3.?dāng)?shù)字化正弦波的

3.1 表格+D/A法

  我們在生成表格,即在數(shù)據(jù)處理的時候,常常會遇到時間量化的問題。將周期為T的正弦波由N個階梯波近似,計算出的每一段對應(yīng)的時間寬度并不一定是一個整數(shù)。設(shè)微處理器的定時時基為Ts,波形量化后,前N-1段中每一段對應(yīng)的定時時間常數(shù)
  k1=[T/(NTs)]     (1)
  式中[]表示取整函數(shù)。為了保證整個周期為T不變,所以最后一段對應(yīng)的時間常數(shù)
  k2=[T/Ts]-k1(N-1)  ?。?)
  不等于k1。即在整個階梯波的末端會留有一段“時間尾巴”,而它的前N-1段則等份,顯然這將造成波形的畸變,如圖1所示。這一畸變造成的THD分析如下:

  1) 不考慮時間量化的情況下,把正弦波時間軸一個周期2π直接等分成N段,每段對應(yīng)的角度
=2π/N。由于正弦函數(shù)是一個奇函數(shù),所以可以得到如圖2所示的合成階梯波(取N=120)。其函數(shù)表達(dá)式為:u=Umsin(n·2π/N)。因為u是奇函數(shù),故其輸出波形中沒有偶次諧波而只有奇次諧波,所以它的傅里葉級數(shù)式中僅有正弦項。取第一段的中點(diǎn)為起始點(diǎn)(零點(diǎn)),對整個波形進(jìn)行分段積分,即對一個周期2π內(nèi)的每一段進(jìn)行積分,由奇函數(shù)的性質(zhì),只要對半個周期0~π/2進(jìn)行積分即可算得傅里葉級數(shù)如下:
   (3)

  其中:
?。?)

  式中[sin(k
)] 表示對sin(k
)的計算結(jié)果取整。
  由計算知諧波含量主要分布在n = jN±1次。


  圖3是在不考慮時間量化時合成階梯波輸出電壓的頻譜。根據(jù)總諧波畸變因素的公式算得當(dāng)N取120,幅值為116時的THD 近似為1.5%。


上一頁 1 2 3 4 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉