基于DSP的三相SPWM變頻電源的設計

IR2130驅動其中1個橋臂的電路原理圖如圖3所示。C1是自舉電容，為上橋臂功率管驅動的懸浮電源存儲能量，D1可防止上橋臂導通時直流電壓母線電壓到IR2130的電源上而使器件損壞。R1和R2是IGBT的門極驅動電阻，一般可采用十到幾十歐姆。R3和R4組成過流檢測電路，其中R3是過流取樣電阻，R4是作為分壓用的可調電阻。IR2130的HIN1~HIN3、LIN1~LIN3作為功率管的輸入驅動信號與TMS320F8335的PWM連接，由TMS320F8335控制產生PWM控制信號的輸入，FAULT與TMS320F8335引腳PDPINA連接，一旦出現故障則觸發功率保護中斷，在中斷程序中封鎖PWM信號。

圖3 IR2130驅動其中1個橋臂的電路原理圖

輸出濾波模塊

采用SPWM控制的逆變電路，輸出的SPWM波中含有大量的高頻諧波。為了保證輸出電壓為純正的正弦波，必須采用輸出濾波器。本文采用LC濾波電路，其中截止頻率取基波頻率的4.5倍，L=12mH，C=10μF。

電壓檢測模塊

電壓檢測是完成閉環控制的重要環節，為了精確的測量線電壓，通過TMS320F28335的SPI總線及GPIO口控制對輸入的線電壓進行衰減/放大的比例以滿足A/D模塊對輸入信號電平(0-3V)的要求。電壓檢測模塊采用256抽頭的數字電位器AD5290和高速運算放大器AD8202組成程控信號放大/衰減器，每個輸入通道的輸入特性為1MΩ輸入阻抗+30pF。電壓檢測模塊電路原理圖如圖4所示。

圖4 電壓檢測電路原理圖

系統軟件設計

系統上電后按照選定的模式自舉加載程序，跳轉到主程序入口，進行相關變量、控制寄存器初始化設置和正弦表初始化等工作。接著使能需要的中斷，啟動定時器，然后循環進行故障檢測和保護，并等待中斷。主要包括三部分內容：定時器周期中斷子程序、A/D采樣子程序和數據處理算法。主程序流程圖如圖5所示。

圖5 主程序流程圖

定時器周期中斷子程序

主要進行PI調節，更新占空比，產生SPWM波。定時器周期中斷流程圖如圖6所示。

圖6 定時器周期中斷流程圖