全數字單相三電平整流器控制電路設計
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在區(qū)域1，電壓大于－ud/2，并且小于ud/2，在電壓uAB上產生三個電平：－ud/2，0，ud/2。同理，在區(qū)域2，電壓絕對值大于ud/2，并小于直流側電壓ud，在電壓正半周期(或負半周期)上產生兩個電平：ud/2和ud(或－ud/2和－ud)。相應電平的工作區(qū)域如表1所列。
表1 相應電平的工作區(qū)域
| 工作區(qū)域 | 1 | 2 | 1 | 2 |
|---|---|---|---|---|
| us>0 | us0 | us>0 | us0 | |
| 高電平 | ud/2 | 0 | ud | －ud/2 |
| 低電平 | 0 | －ud/2 | ud/2 | －ud |
為方便控制，這里定義兩個控制變量SA及SB，其中
SA=
（1）
SB=
（2）
根據表1可以設計一個開關查詢表，如表2所列，將其存儲在DSP中，當進行實時控制時，便可根據輸入電壓、電流信號，從表中查詢所需采取的開關策略。
表2 查詢表
| SA | SB | V11 | V12 | V21 | V22 | V31 | V32 | V41 | V42 | uAB |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | ud/2 |
| 1 | －1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ud |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | －ud/2 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | －1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ud/2 |
| －1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | －ud |
| －1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | －ud/2 |
| －1 | －1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
整個控制系統以一片DSP為核心，控制框圖如圖4所示。
圖4 控制框圖
鎖相環(huán)電路產生一個與電源電壓同相位的單位正弦波形，ud的采樣信號通過低速電壓外環(huán)調節(jié)器進行調節(jié)，電流is的采樣信號通過高速電流內環(huán)G1進行調節(jié)，電容C1端直流電壓u1與電容C2端直流電壓u2分別通過兩個PI調節(jié)器進行調節(jié)，補償環(huán)G2用于補償兩只電容電壓的不平衡。
檢測的線電流命令is與參考電流is＊比較，產生的電流誤差信號送至電流內環(huán)G1，以跟蹤電源電流變化，產生的線電流波形將與主電壓同相位。
3 軟件設計
系統采用兩個通用定時器GPT1及GPT2來產生周期性的CPU中斷，其中GPT1用于PWM信號產生、ADC采樣和高頻電流環(huán)控制(20kHz)，GPT2用于低頻電壓環(huán)的控制(10kHz)，兩者均采用連續(xù)升/降計數模式。低速電壓環(huán)的采樣時間為100μs，高速電流環(huán)采樣時間為50μs。中斷屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT1在下降沿和特定周期產生中斷，GPT2則僅在下降沿產生中斷。
整個程序分為主程序模塊、初始化模塊、電流控制環(huán)計算模塊、電壓控制環(huán)計算模塊、PWM信號產生模塊等五大部份。程序流程如圖5所示。
圖5 主程序流程
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