基于TMS320F2812的三電平逆變器載波調制方法研究

TMS320F2812片上集成的外圍設備中有2個(gè)事件管理器(EVA、EVB)，每個(gè)事件管理器含有3個(gè)全比較單元，每個(gè)全比較單元有兩路互補的PWM輸出，因此共有12路兩兩互補的PWM輸出，正好對應三電平逆變電路的12個(gè)主開(kāi)關(guān)器件。其中的對應關(guān)系如表1所列。

此外，為使12路PWM協(xié)調工作，必須使EVA、EVB同步工作，就好像它們共用一個(gè)計數器，且具有相同的周期比較寄存器的值。由于EVA的比較單元計數器為GP timerl，EVB的比較單元計數器為GP timer3，為了使六個(gè)比較單元同步工作，就必須使GP timer1和GP timer3同時(shí)啟動(dòng)。但由于一條指令只能啟動(dòng)一個(gè)計數器，因此，要用連續兩條啟動(dòng)指令分別啟動(dòng)兩個(gè)計數器。TMS320F2812浮點(diǎn)式DSP的最高指令執行速度為150 MHz，可使得指令周期縮短到6．67 ns。因此，兩個(gè)計數器雖不能完全同步，但滯后僅為幾個(gè)納秒，遠小于2微秒的死區時(shí)間，這對于千赫茲級的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)說(shuō)，可以忽略不計。因此，以單個(gè)TMS320F2812控制器為平臺構建系統，可以節約大量的外圍邏輯電路，降低成本，同時(shí)可提高系統的可靠性。
本程序的設計載波頻率為20 kHz，調制波為50 Hz標準正弦波。DSPF內部可將時(shí)鐘頻率分頻為60MHz。由于載波周期為50μs，寄存器的值應該設置為1500，幅度調制比M為0．92，計數器初始值設為O。由于載波比為400，所以一個(gè)正弦波周期可響應400次中斷，實(shí)時(shí)值與計數器值比較可產(chǎn)生控制脈沖，再通過(guò)死區單元產(chǎn)生互補的一對MOSFET信號，故可設置死區時(shí)間為2μs，且刪除小于0．67μs以下的窄脈沖。

按照上述參數，其實(shí)驗驗證結果如圖7所示。其中，圖7(a)為開(kāi)關(guān)T1、T3的互補關(guān)系； (b)為開(kāi)關(guān)T1、T2在一個(gè)正弦波周期內按照正負交替導通作用； (c)為其互補信號的死區時(shí)間。

5 結束語(yǔ)
本文分析了兩種常見(jiàn)的載波調制方法及其仿真驗證；并采用TMS320F2812 DSP作為系統的控制芯片，改進(jìn)并簡(jiǎn)化了傳統的層疊三角載波脈寬調制方法，同時(shí)利用改進(jìn)的算法編制了一套DSP的控制程序。實(shí)驗結果表明，改進(jìn)后的算法使得DSP編程非常容易，且脈沖序列工作穩定。是一種適用于中、大功率變頻器等裝置的功率模塊設計方案，對工程應用有較強的指導意義。