新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于DSP的SPWM實(shí)現(xiàn)

基于DSP的SPWM實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2011-05-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由DSP控制器完成對(duì)逆變電路控制,鍵盤輸入,A/D轉(zhuǎn)換,輸出顯示等工作,具體運(yùn)行框圖如圖1所示。每個(gè)240x系列DSP可產(chǎn)生多達(dá)16路的PWM輸出,為了利用DSP來產(chǎn)生PWM輸出,采用通用定時(shí)器的比較操作,因?yàn)槊總€(gè)通用定時(shí)器都有一個(gè)相關(guān)的比較寄存器TxCMPR和一個(gè)PWM輸出引腳TxPWM。通用定時(shí)器的值總是與相關(guān)的比較寄存器的值進(jìn)行比較,當(dāng)定時(shí)計(jì)數(shù)器的值與比較寄存器的值相等時(shí),就產(chǎn)生比較匹配,可通過置TxCON.1位為1來使能比較操作,發(fā)生匹配后的一個(gè)CPU時(shí)鐘周期后,根據(jù)GPTCONA/B寄存器相應(yīng)位的配置情況,相關(guān)的PWM輸出將發(fā)生跳變。由于采用一系列等幅不等寬的矩形波代替正弦波,所以,使通用定時(shí)器處于連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式下,來產(chǎn)生對(duì)稱波形,通過比較產(chǎn)生所需脈寬脈沖的波形。

根據(jù)所需的PWM周期設(shè)置TxPR:假設(shè)正弦半波低電平的時(shí)間間隔設(shè)為L(zhǎng)1、L2……Ln,高電平時(shí)間間隔設(shè)為H1、H2……Hn,在周期寄存器中存入如下的

一系列值:

為了節(jié)省存儲(chǔ)器空間,只在周期寄存器中存入前1/4正弦半波的高低電平值。當(dāng)周期寄存器中的值由上而下被讀取后,可通過編程來完成再由下而上讀取,正好對(duì)應(yīng)PWM等效矩形脈沖中的前半周期,后半周期值的讀取也可由編程實(shí)現(xiàn)。

設(shè)置比較寄存器:由于采用的是連續(xù)增減的計(jì)數(shù)模式,所以要在比較寄存器中

存入以下一系列值:

當(dāng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值增計(jì)數(shù)達(dá)到L1對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)脈沖值發(fā)生比較匹配,PWM發(fā)生跳變,輸出高電平驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通,然后當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)值減計(jì)數(shù)達(dá)到L2/2時(shí),再次發(fā)生比較匹配,PWM又發(fā)生跳變,關(guān)斷PWM輸出,直到減計(jì)數(shù)到零,定時(shí)器復(fù)位,進(jìn)行下一周期的PWM 輸出。

這里為了節(jié)省存儲(chǔ)器空間,同樣可以采用設(shè)置周期寄存器的方法。不過,二者一定要匹配,即要存儲(chǔ)相同周期的值。

以上是產(chǎn)生0~1800之間的PWM矩形脈沖,為了的到正弦波的負(fù)半周波形,我們就令DSP在0~1800間控制VT1、VT4導(dǎo)通,VT2、VT3關(guān)斷,得到的是正半周的波形。在1800~3600間,控制VT2、VT3導(dǎo)通,VT1、VT4關(guān)斷,得到負(fù)半周波形。

為了改變輸出正弦波的頻率,我可以通過改變前面已經(jīng)計(jì)數(shù)得出的公式中的T值。為了減少輸出正弦波的高次諧波,應(yīng)保證等效矩形脈沖的數(shù)目N不小于720。

以上所用的數(shù)值為DSP定時(shí)器的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù),在進(jìn)行DSP軟件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)編程將計(jì)算出的時(shí)間間隔換算成時(shí)鐘的計(jì)數(shù)脈沖數(shù).

三.

1.過壓保護(hù)

將IGBT用于電力變換器時(shí),應(yīng)采用保護(hù)措施,以防止損壞器件,在本設(shè)計(jì)中主要有過壓保護(hù)和過流保護(hù)。

過壓保護(hù)主要用于防止電網(wǎng)電壓的波動(dòng),對(duì)功率變頻器件突然產(chǎn)生大于安全裕量的電壓沖擊過壓保護(hù)。如圖2所示:過零比較器LM339實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù),它是GESolidst的產(chǎn)品,集成了四個(gè)電壓比較器。

圖2. 過壓

因TIL113的驅(qū)動(dòng)電壓為+5V,所以由LM339構(gòu)成的電壓比較器的負(fù)輸入端同一個(gè)+5V的穩(wěn)壓二極管2CW53相連。運(yùn)放的正輸入端在沒有過壓的情況下(Ud=55V )為4.5V,小于負(fù)端電壓5V,運(yùn)放輸出0。這時(shí)光電耦合器TIL113不發(fā)光,不導(dǎo)通。當(dāng)電壓過壓時(shí),運(yùn)放的正輸入端電壓大于5V,運(yùn)放導(dǎo)通,輸出+5V電壓,驅(qū)動(dòng)TIL113發(fā)光導(dǎo)通,導(dǎo)通后發(fā)一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到DSP的INT2,DSP檢測(cè)到中斷后,發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)過壓的大功率三極管導(dǎo)通,導(dǎo)通后由分壓電阻分去一部分電壓,保護(hù)功率器件不被燒壞。

2.過流保護(hù)

過流保護(hù)電路主要防止發(fā)生短路等使電路中電流劇增,功率器件迅速升溫而燒壞的情況,具體電路如圖3所示:

為了判斷電路是否過流,可在DSP的控制程序中事先設(shè)置一個(gè)限定值,由DSP的A/D轉(zhuǎn)換不斷對(duì)主電路的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換。主電路的電流通過耦合電感后,在A/D轉(zhuǎn)換側(cè)由電阻R先進(jìn)行分流并轉(zhuǎn)換成電


圖3.過流保護(hù)電路

壓信號(hào),經(jīng)電壓跟隨器后,輸入到DSP的A/D轉(zhuǎn)換中。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換檢測(cè)到電流超過限定值時(shí),就發(fā)出中斷給PWM發(fā)生器,關(guān)掉PWM輸出,從而斷開主電路電流,防止過流發(fā)熱而燒毀。

四.結(jié)語

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)為充分利用集成了外圍設(shè)備的TMS320C240內(nèi)部資源,設(shè)計(jì)出基于DSP的的實(shí)現(xiàn),使整個(gè)設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行。


上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: SPWM 保護(hù)電路

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉