基于DSP芯片TMS320LF2407A的超聲電源系統的控制電路

　　2 控制策略

　　下面對主電路控制策略的工作過程進行作進一步分析，逆變器在工作過程中，功率開關管的導通和關斷時間恒定。導通順序為Z1→Z4→ Z2→Z3，同一橋臂2個開關管的導通和關斷，需要一定延時時間，防止上下橋臂直通，保證開關管的安全。

　　PS-PWM功率控制的逆變電路在1個周期內的主要有以下幾種工作模態，如圖3所示。

　　(1)工作模式1[t0時刻](見圖3(a))：在t0時刻，Z1和Z4同時導通，電流i的流向：Z1→R→L→C→Z4。

　　(2)工作模式2[t0，t1](見圖3(b))：在t0時刻關斷Z1，電流i給C1充電，C3的電荷被抽走。C1的電壓從零開始線性上升，C3的電壓從E開始線性下降，Z1是ZVS關斷。

　　(3)工作模式3[t，t2](見圖3(c))：t1時刻，C3的電壓下降到零，D3自然開通，將Z3箝位在零，此時開通Z3，Z3是ZVS開通，此時Z3中沒有電流流過。

　　(4)工作模式4[t，t3](見圖3(d))：在t2時刻關斷Z4，電流i抽走C2的電荷，同時給C4充電。Z4的電壓從零開始上升，Z4是ZVS關斷。t3時刻，C4上的電壓上升到E，即C2上電荷量為零時，D2自然導通。

　　(5)工作模式5[t3，t4](見圖3(e))：t3時刻，D2導通，將Z2箝位在零，此時Z2開通，因此Z2是ZVS開通。雖然Z2開通，但沒有電流流過。t4時刻，D2，D3自然關斷，Z2和Z3中將流過電流。

　　(6)工作模式6[t4，t5](見圖3(f))：在t4時刻，電流由正方向過零，并向負方向增加，電流i的流向：Z2→C→L→R→Z3。到t5時刻，Z3關斷，逆變器開始另一半周期的工作，工作情況類似上述半個周期。

　　3 軟件設計

　　在此結合高性能DSP數字芯片設計了一種新穎的超聲波電源控制系統，其整個系統硬件設計框圖如圖4所示。DSP采用TMS320LF2407A，外擴FLASH采用CY7C1021V33-122芯片，PWM為脈沖輸出，分別由PWMl，PWM2，PWM3，PWM4引出，并經過集成驅動隔離送至IGBT，控制其導通與關閉。Iset為給定電路，Io，Id，Udt分別為負載電流、逆變器的直流輸入電流和電壓，將這3路信號分別送至各自的調理電路，經過調理送入DSP的A/D接口。如遇到外部故障，如過熱等，向DSP發出中斷請求，實施保護。

　　在此采用TMS320LF2407A來實現PS-PWM算法，利用其EV產生PWM控制信號。功率控制程序的作用是通過將從負載處檢測到的電流值與功率設定量相比較，其差值通過數字PI控制算法進行處理，進而得到所需要調整的移相角度θ值，結果返回主程序影響比較單元1(CMPRl)的設定值。PS-PWM功率控制算法如圖5所示。

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