基于數字移相器的逆變器系統相位跟蹤控制

程序設定定時器A的CCR0為256，系統時鐘為16 MHz。因此，逆變器輸出電壓周期最小調整量為62．5 nsx256=16 μs。電網電壓頻率為50 Hz，即周期為20 ms，則最小調節相位為16μs／20msx360°=0．288°。即相位的調節分辨率為0．288°／360°x100％=0．08％。因為計算頻率需要兩個信號周期，而設置指針及頻率需要一個周期。因此系統穩定只需3個電網電壓周期。這樣的速度是比較快的，而且不會產生振蕩。

4 實驗結果
本實驗采用MSP430F2544產生SPWM信號，放大后經過一級LC濾波電路產生正弦信號，模擬逆變器輸出電流信號。由函數發生器產生正弦波信號模擬電網電壓信號，正弦波信號的頻率在45～55 Hz之間變化。
通過雙蹤示波器測試輸入輸出信號，取輸入輸出信號的相位為零的點測試計算時間差，并求得相位差值。改變輸入正弦波的頻率測量20組數據，結果顯示相位誤差均小于0．5°。
相對誤差E=0．5°／360°×100％≈0．14％。當正弦波信號頻率改變時，觀察示波器上的波形變化情況，結果顯示輸出正弦波達到穩定的時間均不大于3個信號周期。當波形穩定時，輸入輸出波形具有穩定的相位差，說明輸出輸出信號具有相同的頻率。

5 結論
在實驗系統中L-C濾波器的通頻帶為500 Hz遠高于輸入正弦波的頻率。由于較寬的濾波器通頻帶可以抑制電網環境變化對逆變器的影響，因此可以采用基于數字移相器的開環控制方式進行相位跟蹤，使得逆變器具有穩定性強，控制簡單、速度快、精度高、無頻率誤差等優點。實驗結果顯示，該模擬系統的相位跟蹤誤差約為0．14％，頻率誤差為零，調節速度快，均小于3個周期。
與傳統的數字鎖相環控制方法相比性能有所提高，成本相對下降。說明相位跟蹤控制方法有較為廣闊的應用前景，但其仍不能適用于電網變化非常劇烈的場合。