TMS320F2812在數字化三相變頻電源中的應用

變頻電源作為電源系統的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統的安全和可靠性指標?，F代變頻電源以低功耗、高效率、電路簡(jiǎn)潔等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。三相變頻電源以MPWM方式制作，用主動(dòng)元件IGBT模塊設計使本機容量可達200KVA,以隔離變壓器輸入及輸出，來(lái)增加整機穩定性，特別適應感性，容性及特殊負載，負載測試和壽命試驗可靠性高。

　　l 工作原理

　　系統總體電路結構由主回路、控制電路、采樣電路、反饋電路和各類(lèi)保護電路等部分組成，系統原理圖如圖1所示。

　　1.1 主回路及工作原理

　　主回路中有三大部分組成：整流濾波電路、三相全橋逆變電路和三相無(wú)源濾波電路。整流濾波電路將單相交流電變成直流電，三相全橋逆變電路將直流電變成三相交流電，三相交流電經(jīng)過(guò)三相濾波電路后得到標準的三相正弦波電源，主回路原理圖如圖2所示。

　　1.2 控制回路工作原理

　　控制電路的調制波采用SPWM波，對正弦波輸出變頻電源進(jìn)行SPWM調制，數字化控制，是以TMS320F2812數字信號處理器為主控芯片，實(shí)現電源的最佳控制?？刂苹芈吩韴D如圖3所示。

　　1.3 控制策略

　　電源利用TMS320F2812中的事件管理器，采用SPWM調制的方式，逆變器輸出信號經(jīng)三相無(wú)源濾波后得到標準的正弦波?？刂平Y構圖如圖4所示。

　　1.4 軟啟動(dòng)功能及故障處理

　　電源系統設置了軟啟動(dòng)功能、開(kāi)路保護、短路保護、MOSFET過(guò)流保護、缺相保護和負載不對稱(chēng)保護。

　　電源控制系統有三種工作模式：正常工作模式，啟動(dòng)模式及保護模式。

　　當電源開(kāi)始工作或者在故障后啟動(dòng)的時(shí)候，為了防止負載側電壓上升過(guò)快而導致電路故障，我們采用軟啟動(dòng)的方法，這時(shí)，控制系統處于啟動(dòng)模式下。軟啟動(dòng)包括兩個(gè)部分。首先，在輸入側通過(guò)對輸入的三相電壓慢慢升壓的方式，我們可以保證逆變電路不會(huì )因母線(xiàn)電壓直接加上去而導致故障的發(fā)生。另外，在逆變電路的控制過(guò)程中，我們需要采用閉環(huán)控制方法，通過(guò)采樣記錄分析的數據調整驅動(dòng)信號頻率，當負載側電壓上升到一定值的時(shí)候，我們再將電路轉入正常工作的模式之下，所以在軟啟動(dòng)條件下，負載側不會(huì )因瞬間出現的高電壓而發(fā)生故障。

　　在電源運行的過(guò)程中，由于短路故障，工作電流將急劇升高，若不采取措施，將會(huì )使電路中許多元器件被過(guò)電流破壞。過(guò)電流發(fā)生時(shí)，電路中的過(guò)流保護裝置會(huì )動(dòng)作，這時(shí)，控制電路的驅動(dòng)信號將被閉鎖，驅動(dòng)信號停發(fā)，電路由正常工作模式轉入保護控制模式。保護模式下，控制系統會(huì )在閉鎖驅動(dòng)信號后，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，自動(dòng)地進(jìn)行重啟動(dòng)，如果再發(fā)生過(guò)電流，電源將停止工作。