基于TI DSP的數字化三相變頻電源的研制

　　2．2 SPWM生成原理

　　SPWM流程圖如圖6所示。在程序的初始化部分建立一個正弦表，在系統運行的時候可以通過查表的方式得到想要的數據。假設在一個正弦波周期內采樣的次數為NX，則在第i個點的采樣值為

　　在實際使用中由于正弦表中的值要能被比較寄存器使用，所以不能出現負值，從上式可以看出當此時就不能正常使用了，因此可以把上面的公式改寫為下面的形式：

　　其中PR為周期寄存器中的計數周期值。

　　對yi取整，從i=1到i=NX，得到NX個正弦采樣值的表格，設置通用定時器的計數方式為連續增減計數方式，在中斷程序中調用表中的值即可產生相應的按正弦規律變化的方波信號。

　　這里NX取180，載波比為3的整數倍(載波比=調制波頻率／載波頻率)，這樣可以使三相輸出波形嚴格對稱，減少諧波對輸出電壓波形的影響。

2．3 顯示電路

　　為了提高產品的人機交互性，系統中加了顯示電路，經過比較，我們采用SPLC50lA液晶顯示屏完成顯示工作，顯示電路與DSP2812連接框圖如圖7所示：

　　TMS320F2812對任何一個映射在XINTF區的外部器件進行讀／寫訪問都可劃分為三個階段：建立階段、激活階段和跟蹤階段。這次設計中LCD映射到了XINTF0，默認情況下三個階段的周期分別為6個XTIMCLK周期，14個XTIMCLK周期和6個XTIMCLK周期，如果將XTIMCLK的頻率設置為SYSCLKOUT的l／2，則讀／寫周期的最大值為1 80ns。三個階段的讀寫時序圖如圖8所示：

　　凌陽SPLC501液晶模塊的使能信號CS的周期最小為166ns，時序圖如圖9所示。由前面分析可得，DSP的讀寫周期最大值為180ns，液晶模塊的讀寫周期最小為166ns，DSP的讀／寫時序能滿足該液晶模塊的要求。

　　3 創新點設計

　　本系統設計采用交一直一交變頻方式，系統整體結構運用模塊化設計，將變頻電源的各部分很好的結合在一起，實現變頻輸出；高精度顯示電壓、電流、頻率、有功功率，所測信號數值為真有效值，電壓輸出精度高，誤差小于5％，輸出三相正弦波失真度小，并且具有過壓、過流、缺相保護等功能，性能穩定，本系統設計的創新點在于：

　　1)結合TMS320LF2812芯片的AD單元，對三相變頻電源的輸出線電壓、線電流進行采樣，外擴隨即存儲器，通過SPLC50l液晶顯示器顯示電壓、電流以及頻率的值，可以實現自主采樣和數據傳輸，大大提高數據采集效率，實時的顯示變頻電源的電壓、電流的有效值，顯示精度高，實時性好。

　　2)結合TMS320F2812事件管理器EV單元，采用正弦脈寬調制(SPWM)技術，通過對SPWM程序進行設計和改進算法，可以有效的調節三相變頻電源輸出的頻率和有效值，實時陛好，精度高。

　　3)變頻電源系統控制部分完全實現了數字化，控制精度更高，抗干擾能力強。

　　4 測試結果

　　根據設計要求，我們試制了樣品，由示波器觀察到的相電壓和線電壓波形(見圖10～圖13)可以看出，波形基本上沒有失真，并且通過調節調制度和正弦波的頻率可以改變輸出電壓的大小，達到了設計要求。

　　5 結論

　　研制的數字化三相變頻電源，經過兩次試制，其間經過多次試驗，并且對控制原理、電路結構等方面進行改進，現已逐步完善并經過考驗，證明了本電源的有效性及可靠性。