基于DSP 28335的單相有源濾波控制器設計

摘要：針對有源電力濾波器(APF)要求快速、精確地檢測諧波電流的特點(diǎn)，在此利用高速浮點(diǎn)數字信號處理芯片DSP 28335作為處理器，設計了一種全數字單相APF控制器，給出了硬件結構和軟件流程。實(shí)驗表明，該控制器方案較傳統利用定點(diǎn)DSP芯片的控制器更加簡(jiǎn)單、快速、有效。
關(guān)鍵詞：有源電力濾波器；控制器；諧波

1 引言
現代電力系統中，由于大量非線(xiàn)性電力電子裝置的應用，使得電能質(zhì)量備受關(guān)注。APF能動(dòng)態(tài)、快速補償諧波，其實(shí)時(shí)性和精確性至關(guān)重要。當前國內的APF控制器多采用定點(diǎn)的DSP完成諧波的計算和控制，在完成浮點(diǎn)運算時(shí)，其實(shí)時(shí)性得不到保證，在此采用具有浮點(diǎn)運算單元的DSP28335作為處理器，可以提高實(shí)現算法的速度及補償的實(shí)時(shí)性，在此主要討論單相APF控制器的硬軟件實(shí)現方案，并給出實(shí)驗結論，驗證控制器方案的正確性和有效性。

2 單相諧波檢測工作原理
在三相系統中利用瞬時(shí)功率法的ip-iq法已得到廣泛應用，但ip-iq法不能直接運用于單相系統，需要經(jīng)過(guò)構造三相電流。該方法算法復雜，在微處理器實(shí)現時(shí)補償實(shí)時(shí)性不佳。文獻提出簡(jiǎn)化的基于鑒相原理的瞬時(shí)檢測方法，如圖1所示。

該方法算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現并且實(shí)時(shí)性好，在此設計的控制器采用此方法，其原理為：負載電壓us經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)(PLL)后，得到與us同頻同相的基波信號，再由正、余弦發(fā)生器產(chǎn)生與us基波同相的單位正弦和余弦信號，以此為電壓的參考信號。設畸變電流為：

用i(t)減去i1(t)可得檢測出的諧波電流ib(t)。
需要指出的是該方法雖然稱(chēng)為瞬時(shí)諧波檢測，但實(shí)際上由于算法中LPF的存在，惡化了算法的動(dòng)態(tài)性能，做不到真正意義的“瞬時(shí)”。