基于dsp实现的一种新颖开关逆变电源

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1、基于DSP实现的一种新颖开关逆变电源

2、第1摘要：介绍了一种周波逆变器的结构及原理，并以TI的TMS320LF2407型数字信号处理器作为控制核心，取代传统的模拟控制方式，且给出了硬件和软件的设计方案。实验结果证明此系统的控制获得了良好的效果。关键词：周波变换器；数字信号处理器；高频链；数字电源ANovelSadeinTIcorporationascontroller.Atthesametime,thedesignschemeofthissystemisgiven.Theexperimentshoachievesgooddynamicandstaticperform

3、ance.Keyouseg(this)">图1系统结构图4工作原理Q1～Q4构成全桥，Q5、Q6组成周波变换器。开关管的驱动波形如图2所示。整个工作过程可分为4个阶段，下面分别说明。第一阶段Q1、Q4导通当Q1、Q4（有相位差）导通，并让Q5提前导通，直流侧的能量便可传输到输出端。此时谐振电感储能，Q5软开通，减少了开关损耗。如图2中ug5所示。500)this.style.ouseg(this)">图2开关管的驱动波形第二阶段谐振由于电路隔直电容和谐振电感（包括变压器中漏感）谐振，电感在第一阶段所保存的能量得以释放。当谐振电流到零时，关断Q1。此阶段Q2、Q4导

4、通，Q5延迟一段时间再关断。如图2中ug5所示。第三阶段Q2，Q3导通在此阶段，使Q6在Q2，Q3导通前提前导通。当Q2，Q3（Q1，Q2之间有死区）导通时，直流侧的能量便可传递到输出端，此时Q6为软开通。如图2中ug6所示。第四阶段谐振工作原理同第二阶段类似，此时电流方向与第二阶段相反，当电感上的能量释放完毕，关断Q6。此时一个周期便结束，开始下一个周期。从图1可以看出，无论变压器副边电压极性如何，若Q5导通、Q6关断，则输出端OUT1为正，OUT2为负；若Q6导通，而Q5关断，则OUT2为正，而OUT1为负。所以，控制Q5，Q6的导通顺序，即可控制输出端的极性

5、，并可获得多种波形，例如交流、脉冲等波形均可实现。如要输出正弦波的正半周时，PULS1控制Q1，Q4，PULS2控制Q2，Q3，并同时让Q5，Q6相应地提前导通，便可输出正弦波的正半周，如图3所示。500)this.style.ouseg(this)">（a）驱动波形500)this.style.ouseg(this)">(b)输出波形图3输出正弦波的正半周要输出正弦波的负半周，只需让Q5，Q6的导通顺序交换便可，如图4所示。500)this.style.ouseg(this)">（a）500)this.style.ouseg(this)">(b)图4输出正弦波的

6、负半周5软件实现TMS320LF2407的处理速度为30MIPS，几乎所有的指令都可在50ns的单周期内完成，配合其强大的指令运算功能，很容易实现各种控制算法及高速的实时采样，可提高系统的工作效率。为了改善系统的动态品质，并减小系统的静差，采用了闭环来实现各个功率变换环节的控制。5.1P波的输出本文采用三角波作为载波的规则采样法，来获得等高不等宽的矩形波，即脉冲。每个脉冲的中点都与相应的三角波的中点相对应，在三角波的负峰值时刻tD对正弦调制波采样而得D点，过D点作一水平直线和三角波分别交于A点和B点，如图5所示。则有δ=Tc(1＋sinωrtD)/2　500)th

7、is.style.ouseg(this)">图5采样三角波载波的规则采样法根据这一关系式，如果一个周期内有N个矩形波，则第i个矩形波的占空比为Dr=0.5＋0.5sin(i＊2π/N)用周期和占空比分别去设定TMS320LF2407中P电路相应的寄存器，便可在Px(x=1,2,3,4,7,8)上获得所需的P脉冲波形，由这些P脉冲去控制相应的6个开关管，便可输出正弦波形。要注意的是，输出正弦波质量的高低与用作控制的正弦波的离散数量有关，如果离散数量越多，则输出的正弦波就越平滑，但却增加了DSP的运算量。反之输出会越差。因此，对具体的应用场合，要选择合适的离散值。定时

8、器T1，T3被设定为下溢和周期匹配中断方式，用作P输出时基，工作在连续增/减记数模式。5.2实时采样采用TMS320LF2407中集成的16路ADC转换电路实现电压、电流采样（每一通道的最小转换时间为500ns）。通过采样模块MAX122，将采样信号转换为LF2407的ADC所需的0～3.3V电平。在一个工频周期中，将采样200次（开关频率为20kHz）。一旦有冲击性负载存在，将导致输出电流，或电压过高，使DSP能及时捕获此突变。DSP将调用相应的子程序来处理过压或过流情况，以保护整个电路的正常运行。定时器T2被设定为下溢和周期中断方式，用作ADC采样的控制时基，

9、工作在连续