基于DSP實現的一種新穎開關逆變電源

第二階段 諧振

由于電路隔直電容和諧振電感（包括變壓器中漏感）諧振，電感在第一階段所保存的能量得以釋放。當諧振電流到零時，關斷Q1。此階段Q2、Q4導通，Q5延遲一段時間再關斷。如圖2中ug5所示。

第三階段 Q2，Q3導通

在此階段，使Q6在Q2，Q3導通前提前導通。當Q2，Q3（Q1，Q2之間有死區）導通時，直流側的能量便可傳遞到輸出端，此時Q6為軟開通。如圖2中ug6所示。

第四階段 諧振

工作原理同第二階段類似，此時電流方向與第二階段相反，當電感上的能量釋放完畢，關斷Q6。此時一個周期便結束，開始下一個周期。

從圖1可以看出，無論變壓器副邊電壓極性如何，若Q5導通、Q6關斷，則輸出端OUT1為正，OUT2為負；若Q6導通，而Q5關斷，則OUT2為正，而OUT1為負。所以，控制Q5，Q6的導通順序，即可控制輸出端的極性，并可獲得多種波形，例如交流、脈沖等波形均可實現。如要輸出正弦波的正半周時，PULS1控制Q1，Q4，PULS2控制Q2，Q3，并同時讓Q5，Q6相應地提前導通，便可輸出正弦波的正半周，如圖3所示。

（a） 驅動波形

(b) 輸出波形

圖3 輸出正弦波的正半周

要輸出正弦波的負半周，只需讓Q5，Q6的導通順序交換便可，如圖4所示。

（a）

(b)

圖4 輸出正弦波的負半周

5 軟件實現

TMS320LF2407的處理速度為30MIPS，幾乎所有的指令都可在50ns的單周期內完成，配合其強大的指令運算功能，很容易實現各種控制算法及高速的實時采樣，可提高系統的工作效率。為了改善系統的動態品質，并減小系統的靜差，采用了閉環來實現各個功率變換環節的控制。

5.1 PWM波的輸出

本文采用三角波作為載波的規則采樣法，來獲得等高不等寬的矩形波，即脈沖。每個脈沖的中點都與相應的三角波的中點相對應，在三角波的負峰值時刻tD對正弦調制波采樣而得D點，過D點作一水平直線和三角波分別交于A點和B點，如圖5所示。則有

δ=Tc(1＋sinωrtD)/2

圖5 采樣三角波載波的規則采樣法

根據這一關系式，如果一個周期內有N個矩形波，則第i個矩形波的占空比為

Dr=0.5＋0.5sin(i＊2π/N)

用周期和占空比分別去設定TMS320LF2407中PWM電路相應的寄存器，便可在PWMx(x=1,2,3,4,7,8)上獲得所需的PWM脈沖波形，由這些PWM脈沖去控制相應的6個開關管，便可輸出正弦波形。要注意的是，輸出正弦波質量的高低與用作控制的正弦波的離散數量有關，如果離散數量越多，則輸出的正弦波就越平滑，但卻增加了DSP的運算量。反之輸出會越差。因此，對具體的應用場合，要選擇合適的離散值。定時器T1，T3被設定為下溢和周期匹配中斷方式，用作PWM輸出時基，工作在連續增/減記數模式。