基于TI DSP的數字化三相變頻電源的研制

　　2．2 SPWM生成原理

　　SPWM流程圖如圖6所示。在程序的初始化部分建立一個(gè)正弦表，在系統運行的時(shí)候可以通過(guò)查表的方式得到想要的數據。假設在一個(gè)正弦波周期內采樣的次數為NX，則在第i個(gè)點(diǎn)的采樣值為

　　在實(shí)際使用中由于正弦表中的值要能被比較寄存器使用，所以不能出現負值，從上式可以看出當此時(shí)就不能正常使用了，因此可以把上面的公式改寫(xiě)為下面的形式：

　　其中PR為周期寄存器中的計數周期值。

　　對yi取整，從i=1到i=NX，得到NX個(gè)正弦采樣值的表格，設置通用定時(shí)器的計數方式為連續增減計數方式，在中斷程序中調用表中的值即可產(chǎn)生相應的按正弦規律變化的方波信號。

　　這里NX取180，載波比為3的整數倍(載波比=調制波頻率／載波頻率)，這樣可以使三相輸出波形嚴格對稱(chēng)，減少諧波對輸出電壓波形的影響。

2．3 顯示電路

　　為了提高產(chǎn)品的人機交互性，系統中加了顯示電路，經(jīng)過(guò)比較，我們采用SPLC50lA液晶顯示屏完成顯示工作，顯示電路與DSP2812連接框圖如圖7所示：

　　TMS320F2812對任何一個(gè)映射在XINTF區的外部器件進(jìn)行讀／寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)都可劃分為三個(gè)階段：建立階段、激活階段和跟蹤階段。這次設計中LCD映射到了XINTF0，默認情況下三個(gè)階段的周期分別為6個(gè)XTIMCLK周期，14個(gè)XTIMCLK周期和6個(gè)XTIMCLK周期，如果將XTIMCLK的頻率設置為SYSCLKOUT的l／2，則讀／寫(xiě)周期的最大值為1 80ns。三個(gè)階段的讀寫(xiě)時(shí)序圖如圖8所示：

　　凌陽(yáng)SPLC501液晶模塊的使能信號CS的周期最小為166ns，時(shí)序圖如圖9所示。由前面分析可得，DSP的讀寫(xiě)周期最大值為180ns，液晶模塊的讀寫(xiě)周期最小為166ns，DSP的讀／寫(xiě)時(shí)序能滿(mǎn)足該液晶模塊的要求。

　　3 創(chuàng )新點(diǎn)設計

　　本系統設計采用交一直一交變頻方式，系統整體結構運用模塊化設計，將變頻電源的各部分很好的結合在一起，實(shí)現變頻輸出；高精度顯示電壓、電流、頻率、有功功率，所測信號數值為真有效值，電壓輸出精度高，誤差小于5％，輸出三相正弦波失真度小，并且具有過(guò)壓、過(guò)流、缺相保護等功能，性能穩定，本系統設計的創(chuàng )新點(diǎn)在于：

　　1)結合TMS320LF2812芯片的AD單元，對三相變頻電源的輸出線(xiàn)電壓、線(xiàn)電流進(jìn)行采樣，外擴隨即存儲器，通過(guò)SPLC50l液晶顯示器顯示電壓、電流以及頻率的值，可以實(shí)現自主采樣和數據傳輸，大大提高數據采集效率，實(shí)時(shí)的顯示變頻電源的電壓、電流的有效值，顯示精度高，實(shí)時(shí)性好。

　　2)結合TMS320F2812事件管理器EV單元，采用正弦脈寬調制(SPWM)技術(shù)，通過(guò)對SPWM程序進(jìn)行設計和改進(jìn)算法，可以有效的調節三相變頻電源輸出的頻率和有效值，實(shí)時(shí)陛好，精度高。

　　3)變頻電源系統控制部分完全實(shí)現了數字化，控制精度更高，抗干擾能力強。

　　4 測試結果

　　根據設計要求，我們試制了樣品，由示波器觀(guān)察到的相電壓和線(xiàn)電壓波形(見(jiàn)圖10～圖13)可以看出，波形基本上沒(méi)有失真，并且通過(guò)調節調制度和正弦波的頻率可以改變輸出電壓的大小，達到了設計要求。

　　5 結論

　　研制的數字化三相變頻電源，經(jīng)過(guò)兩次試制，其間經(jīng)過(guò)多次試驗，并且對控制原理、電路結構等方面進(jìn)行改進(jìn)，現已逐步完善并經(jīng)過(guò)考驗，證明了本電源的有效性及可靠性。