TMS320F2812在數字化三相變頻電源中的應用

變頻電源作為電源系統的重要組成部分，其性能的優劣直接關系到整個系統的安全和可靠性指標。現代變頻電源以低功耗、高效率、電路簡潔等顯著優點而備受青睞。三相變頻電源以MPWM方式制作，用主動元件IGBT模塊設計使本機容量可達200KVA,以隔離變壓器輸入及輸出，來增加整機穩定性，特別適應感性，容性及特殊負載，負載測試和壽命試驗可靠性高。

　　l 工作原理

　　系統總體電路結構由主回路、控制電路、采樣電路、反饋電路和各類保護電路等部分組成，系統原理圖如圖1所示。

　　1.1 主回路及工作原理

　　主回路中有三大部分組成：整流濾波電路、三相全橋逆變電路和三相無源濾波電路。整流濾波電路將單相交流電變成直流電，三相全橋逆變電路將直流電變成三相交流電，三相交流電經過三相濾波電路后得到標準的三相正弦波電源，主回路原理圖如圖2所示。

　　1.2 控制回路工作原理

　　控制電路的調制波采用SPWM波，對正弦波輸出變頻電源進行SPWM調制，數字化控制，是以TMS320F2812數字信號處理器為主控芯片，實現電源的最佳控制。控制回路原理圖如圖3所示。

　　1.3 控制策略

　　電源利用TMS320F2812中的事件管理器，采用SPWM調制的方式，逆變器輸出信號經三相無源濾波后得到標準的正弦波。控制結構圖如圖4所示。

　　1.4 軟啟動功能及故障處理

　　電源系統設置了軟啟動功能、開路保護、短路保護、MOSFET過流保護、缺相保護和負載不對稱保護。

　　電源控制系統有三種工作模式：正常工作模式，啟動模式及保護模式。

　　當電源開始工作或者在故障后啟動的時候，為了防止負載側電壓上升過快而導致電路故障，我們采用軟啟動的方法，這時，控制系統處于啟動模式下。軟啟動包括兩個部分。首先，在輸入側通過對輸入的三相電壓慢慢升壓的方式，我們可以保證逆變電路不會因母線電壓直接加上去而導致故障的發生。另外，在逆變電路的控制過程中，我們需要采用閉環控制方法，通過采樣記錄分析的數據調整驅動信號頻率，當負載側電壓上升到一定值的時候，我們再將電路轉入正常工作的模式之下，所以在軟啟動條件下，負載側不會因瞬間出現的高電壓而發生故障。

　　在電源運行的過程中，由于短路故障，工作電流將急劇升高，若不采取措施，將會使電路中許多元器件被過電流破壞。過電流發生時，電路中的過流保護裝置會動作，這時，控制電路的驅動信號將被閉鎖，驅動信號停發，電路由正常工作模式轉入保護控制模式。保護模式下，控制系統會在閉鎖驅動信號后，經過一定的時間，自動地進行重啟動，如果再發生過電流，電源將停止工作。