基于TMS320F2812的高頻鏈逆變器控制系統
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2．3 控制系統的軟件設計
在設計軟件框架時(shí)，本著(zhù)模塊化、子程序化的設計思想，根據程序所實(shí)現功能的不同，將其分為4個(gè)模塊：主程序模塊、周期中斷模塊、ADC中斷模塊和CAP中斷模塊。圖6為控制系統的主流程圖。
在主程序模塊中，對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化，調節計算程序和其他程序。初始化程序中先將6個(gè)復用的I／O引腳設置為PWM波輸出引腳，再對其他寄存器進(jìn)行初始化。在完成所有的初始化工作后，使能以下所需中斷。CAP中斷對輸出電流電壓的極性進(jìn)行判斷，用變量Flag_I和Flag_U作為標志，以判斷逆變器的工作模式；A／D中斷中將采樣值轉換成算法運算所需的實(shí)際值，與參考信號做比較，得到誤差信號；T2周期中斷實(shí)時(shí)根據所更新的誤差信號對脈沖寬度進(jìn)行調整，更新比較寄存器中的數值。主要寄存器的設置如下：
PWM信號的產(chǎn)生用到了EVA的兩個(gè)通用計時(shí)器和全比較單元。其中，通用定時(shí)器GP1用于產(chǎn)生對稱(chēng)三角載波；GP2用于觸發(fā)定時(shí)器中斷程序，以調整占空比。PWM波形的產(chǎn)生所需要的對事件管理器用寄存器主要有以下幾個(gè)：
(1)設置周期寄存器T1PR和T2PR
設定功率管的開(kāi)關(guān)頻率為20 kHz，則三角波載波頻率為20 kHz，系統時(shí)鐘頻率為150 MHz。T1定時(shí)器的計數方式采用連續增減模式，則T1PR的值可由以下式子計算得到。
解得T1PR=3 750。
GP2觸發(fā)定時(shí)器的中斷頻率為20 kHz，系統時(shí)鐘頻率為150 MHz，T2定時(shí)器的計數方式采用連續增模式，則T2PR=7 500。
(2)設置當前全比較寄存器CMPRx的值(采用對稱(chēng)規則采樣法)
設三角載波的幅值為1，周期為T(mén)c。正弦信號為ur=sinωrt，若采用對稱(chēng)規則采樣法，則得到的正弦脈沖寬度為δ=Tcsinωrti。其中，ti為三角載波過(guò)零點(diǎn)。為了減小CPU的負擔及滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的需求，SPWM邏輯驅動(dòng)信號采用查表法產(chǎn)生。將控制系統中所需的正弦基準信號制作成一個(gè)正弦數據表供查用，根據以上設計參數，一個(gè)周期內需要400點(diǎn)，故占空比的寬度值Duty為：
Duty=T1PR×2sin[n]
若比較方式控制寄存器ACTRA配置PWM1～PWM6均為高有效時(shí)，根據全橋雙向電流源高頻鏈逆變器的控制方式，VM1和VM4的控制脈沖由CMPR1控制，設變量
；若當VM1和VM4需要高頻斬波時(shí)，CMPR1=T1PR-CMP；若當VM1和VM4需要一直關(guān)斷時(shí)，CMPR1=0xFFFF。CMPR2，CMPR3均可以用這樣的方式設置。3 實(shí)驗結果分析
對系統進(jìn)行實(shí)驗分析，實(shí)驗樣機參數為：輸入直流電壓為24 V，輸出電壓為220 V正弦交流電，輸出額定容量為250 VA。VM1～VM4采用MOSFET，型號為IRF2807；VM5，VM6采用MOSFET，型號為IRFPF50。高頻變壓器的磁芯為PC40 EE42／21／20，初級繞組為8匝，采用AWG#18導線(xiàn)5根并繞；次級繞組為127匝，采用AWG#20導線(xiàn)。如圖7所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177670.htm
可以看出，在純阻性負載的情況下，uo，io的極性相同，VM5和VM6處于工頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管一直處于互補工作狀態(tài)，能量?jì)H從輸入電源流向負載。在阻感性負載時(shí)，io落后于uo，功率管VM5處于高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現了能量的雙向流通。當逆變器帶純阻負載時(shí)，測得的逆變器的效率為83．4％。從實(shí)驗結果驗證了該控制策略的可行性和有效性及高效率性。
4 結語(yǔ)
本文基于TMS320F2812設計了全數字化控制的高頻鏈逆變電源系統，主電路采用全橋雙向電流源高頻鏈逆變器拓撲結構，控制方案采取電壓瞬時(shí)值反饋，控制方案簡(jiǎn)單。實(shí)驗結果驗證了全橋雙向電流源高頻鏈逆變電路在阻性負載和感性負載下的可行性。該逆變器能實(shí)現能量的雙向流動(dòng)，具有變換效率高，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應用前景。
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