基于TMS320F2812的三電平逆變器載波調制方法研究

TMS320F2812片上集成的外圍設備中有2個事件管理器(EVA、EVB)，每個事件管理器含有3個全比較單元，每個全比較單元有兩路互補的PWM輸出，因此共有12路兩兩互補的PWM輸出，正好對應三電平逆變電路的12個主開關器件。其中的對應關系如表1所列。

此外，為使12路PWM協調工作，必須使EVA、EVB同步工作，就好像它們共用一個計數器，且具有相同的周期比較寄存器的值。由于EVA的比較單元計數器為GP timerl，EVB的比較單元計數器為GP timer3，為了使六個比較單元同步工作，就必須使GP timer1和GP timer3同時啟動。但由于一條指令只能啟動一個計數器，因此，要用連續兩條啟動指令分別啟動兩個計數器。TMS320F2812浮點式DSP的最高指令執行速度為150 MHz，可使得指令周期縮短到6．67 ns。因此，兩個計數器雖不能完全同步，但滯后僅為幾個納秒，遠小于2微秒的死區時間，這對于千赫茲級的開關頻率來說，可以忽略不計。因此，以單個TMS320F2812控制器為平臺構建系統，可以節約大量的外圍邏輯電路，降低成本，同時可提高系統的可靠性。
本程序的設計載波頻率為20 kHz，調制波為50 Hz標準正弦波。DSPF內部可將時鐘頻率分頻為60MHz。由于載波周期為50μs，寄存器的值應該設置為1500，幅度調制比M為0．92，計數器初始值設為O。由于載波比為400，所以一個正弦波周期可響應400次中斷，實時值與計數器值比較可產生控制脈沖，再通過死區單元產生互補的一對MOSFET信號，故可設置死區時間為2μs，且刪除小于0．67μs以下的窄脈沖。

按照上述參數，其實驗驗證結果如圖7所示。其中，圖7(a)為開關T1、T3的互補關系； (b)為開關T1、T2在一個正弦波周期內按照正負交替導通作用； (c)為其互補信號的死區時間。

5 結束語
本文分析了兩種常見的載波調制方法及其仿真驗證；并采用TMS320F2812 DSP作為系統的控制芯片，改進并簡化了傳統的層疊三角載波脈寬調制方法，同時利用改進的算法編制了一套DSP的控制程序。實驗結果表明，改進后的算法使得DSP編程非常容易，且脈沖序列工作穩定。是一種適用于中、大功率變頻器等裝置的功率模塊設計方案，對工程應用有較強的指導意義。