基于TMS320F2808的高精度UPS電源鎖相技術

　　1. 4 鎖相精度

　　本方案中SPWM 波的產生采用雙極性同步調制技術， 一周期開關點數N = 400， 2808 的工作頻率SYSCLKOU T= 100 MHz( 10 ns) ， 程序中設定定時器的時鐘頻率和系統頻率一樣， 即每10 ns 計1， 計數方式采用同步增減計數模式， 基波頻率為50 Hz( 即周期20ms) ， 因而每個正弦周期內最小相差為: 400 × 10×2=8 000 ns， 0. 008/ 20 × 360°= 0. 144°， 即鎖相精度為:0. 144°/ 360°× 100 % = 0. 04 % 。鎖相仿真實驗波形如圖5 所示。

圖5 鎖相仿真波形圖

　　圖5( a) 中CH1 為模擬電網電壓過零比較后波形， CH2 為2808 控制板上輸出SPWM 波經RC 濾波后得到的正弦波， CH3 為2808 輸出的SPWM 波， 圖5( b) 為鎖相展開圖。從圖中可以看出， 鎖相效果良好。

　　2 實際樣機驗證

　　利用本文中提到的高精度鎖相控制方案， 在一臺6 kVA 單相在線式UPS 樣機上進行的實際實驗， 對UPS 的逆變輸出與電網電壓進行鎖相， 試驗結果如圖6 所示， 其中圖6( a) 為鎖相前市電與U PS 樣機輸出電壓的波形圖， 經鎖相后， 市電與UPS 樣機的輸出電壓波形如圖6( b) 所示， 由圖中可以看出， 鎖相后二者波形很好地吻合， 實現了逆變器輸出電壓與電網電壓高精度的同頻同相。

圖6 6 kVA 在線式UPS樣機實驗鎖相波形

　　鎖相技術是UPS 一項非常重要的技術。本文提出一種基于T I 公司的TMS320F2808DSP 芯片來實現高精度鎖相的方法， 該芯片價格便宜、性能優越， 仿真及樣機實驗充分驗證了該方法的正確性和可行性。

　　另外該方法僅需采集一路的電壓信號， 也節約了硬件成本， 使實現變得簡單， 而且鎖相穩定、快速。該方案不僅可以應用于U PS 中， 在其它與鎖相相關的設備中都可以用上， 具有極高的實用意義。