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        基于DSP實(shí)現(xiàn)可并機(jī)的逆變電源

        作者: 時(shí)間:2011-03-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/150948.htm

        DA2000HP逆變單元主變換電路采用高可靠性的單端高頻功率變換電路,變換頻率為64kHz。直流輸入通過輸入濾波器、輸入斷路器、輸入接觸器送入單端高頻功率變換電路,經(jīng)過變換,變壓器次級(jí)輸出高壓正弦調(diào)制波形。高壓正弦調(diào)制波形經(jīng)過高頻濾波器濾去高頻成分,得到100Hz半橋正弦波。100Hz半橋正弦波經(jīng)過50HzIGBT逆變橋變換得到50Hz220V純凈的正弦波。最后,50Hz220V純凈的正弦波通過輸出接觸器、輸出斷路器、輸出濾波器送給負(fù)載。

        為了提高逆變單元的可靠性和負(fù)載適用性,在50HzIGBT逆變橋前增加補(bǔ)償器及損耗器。

        DA2000HP逆變單元采用的算法是模糊控制算法,把電壓誤差和電流作為輸入模糊變量,逆變單元模糊控制。

        2.3 56F805簡介

        Motorola公司開發(fā)的數(shù)字信號(hào)處理器56F805具有16位高速定點(diǎn)運(yùn)算能力,既有單片機(jī)(MCU)靈活控制功能和豐富的外設(shè),又有高速運(yùn)算能力,非常適合電源控制、電機(jī)控制、工業(yè)控制、儀表制造等領(lǐng)域。這種型號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理芯片具有如下優(yōu)點(diǎn):

        1)很高的處理速度

        ——單指令執(zhí)行周期為25ns(工作頻率為80MHz時(shí)),即每s可執(zhí)行40M條指令;

        ——單周期16×16并行乘-累加器;

        2)特有的并行結(jié)構(gòu)

        ——采用Harvard結(jié)構(gòu),程序區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)的存儲(chǔ)單元是分開的,高效16位DSP56800DSP內(nèi)核;

        ——3條內(nèi)部地址總線和1條外部地址總線;

        ——4條內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和1條外部數(shù)據(jù)總線;

        3)編程靈活

        ——具有類似單片機(jī)的編程方式;

        ——支持高級(jí)C語言編程;

        ——開發(fā)方便,靈活的EVM板及豐富的SDK軟件包;

        4)高度集成的內(nèi)部資源

        ——片上集成閃存(Flash)及RAM,計(jì)有31.5K×16位的程序Flash,512×16位程序RAM,4K×16位的數(shù)據(jù)Flash,2K×16位數(shù)據(jù)RAM,2K×16位的啟動(dòng)Flash;

        ——2個(gè)獨(dú)立的PWM模塊,每個(gè)PWM模塊帶有6個(gè)可獨(dú)立編程PWM輸出腳,3個(gè)電流傳感取樣腳和4個(gè)故障檢測(cè)輸入腳,支持中心對(duì)準(zhǔn)PWM和邊沿對(duì)準(zhǔn)PWM工作方式;

        ——可同時(shí)工作的2個(gè)12位ADC模塊,每個(gè)ADC模塊包含4路輸入腳,ADC模塊可與PWM模塊同步工作;

        ——14路獨(dú)立的輸入輸出口,18路復(fù)用的輸入輸出口;

        ——1個(gè)CAN2.0模塊;

        ——2個(gè)異步串行口(SCI)和1個(gè)同步串行口(SPI);

        ——2個(gè)微分解碼器;

        ——4組計(jì)數(shù)定時(shí)器;

        ——內(nèi)置COP模塊,方便完成看門狗(Watchdog)功能;

        ——2個(gè)外部中斷源;

        ——可編程的PLL時(shí)鐘;

        ——JTAG/OnCE接口,方便調(diào)試及生產(chǎn)。

        3 系統(tǒng)硬件

        系統(tǒng)硬件電路包括主控單元,A/D電路,PWM電路,并機(jī)與同步電路,檢測(cè)、控制及顯示電路,JTAG/OnCE電路,RS-232、時(shí)鐘及電源電路等。主控芯片用了一片144-pinLQFP封裝的DSP56F805數(shù)字信號(hào)處理器,具體電路如圖4。

        圖4 系統(tǒng)硬件

        3.1 主控單元

        硬件以DSP56F805為中心,充分利用其 A/D、PWM、內(nèi)部Flash、CAN等自帶功能,簡化了設(shè)計(jì)。

        系統(tǒng)工作正常時(shí),PWMA0~PWMA1腳輸出一對(duì)SPWM波形,通過隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)單端變換電路功率管(MOSFET),再經(jīng)過主變壓器升壓,次級(jí)得到高壓SPWM正弦調(diào)制波形,經(jīng)過L、C濾波得到純凈的100Hz半橋正弦波。PWMA2~PWMA3腳輸出一對(duì)PWM波形,通過隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率管(IGBT),得到50Hz220V純凈的正弦波。PWMA4作為D/A轉(zhuǎn)換,經(jīng)濾波成直流信號(hào),通過隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)損耗器。PWMB0~PWMB2作為輸出口,根據(jù)無功功率,選擇適當(dāng)?shù)碾娙荩ㄟ^隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償器。A/D電路時(shí)刻檢測(cè)輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、機(jī)內(nèi)溫度等參數(shù),當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)超過軟件的設(shè)定值,DSP立即關(guān)斷SPWM信號(hào),并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。另外,F(xiàn)AULTA0作為輸出過流取樣,一旦FAULTA0電壓超過閾值,DSP立即關(guān)斷PWM輸出。

        3.2 A/D電路

        DSP56F805的ADC模塊具有下述特點(diǎn):

        1)12位精度;

        2)同時(shí)或連續(xù)采樣工作方式;

        3)同時(shí)采樣工作方式下,8個(gè)通道轉(zhuǎn)換時(shí)間為26.5ADC時(shí)鐘周期,即26.5×0.2μs=5.3μs;

        4)可由PWM的內(nèi)部同步信號(hào)或定時(shí)器或外部信號(hào)觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。



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