dsp 、 cpld 在电流型pwm 整流器中的应用new

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1、DSP、CPLD在电流型PWM整流器中的应用马韬，彭咏龙，石新春（华北电力大学电气工程学院，保定071003）摘要：提出了一种简单的双闭环SPWM的直接电流控制上顺向串联一支二极管，有阻断反向电流的作用，方法，详细分析了该电路的数学模型，并对该电路进行了并提高功率开关管的耐反压能力；直流侧采用电感PSIM仿真，最后利用DSP和CPLD控制器实现了整流器的储能[4]。全数字控制。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和可行性。关键词：DSP；CPLD；CSR；双闭环0引言：从拓扑结构上PWM整流器可分为电压型和电流型两大类。长期以来，电压型PWM整流器(VoltageSourceR

2、ectifier——VSR)以其较低的损耗、简单的结构及控制等优点一直成为PWM整流器研究的重点，但随着大功率变流技术的发展特别是电图1主电路拓扑结构流型PWM整流器(CurrentSourceRectifier——CSR)由图1可知CSR的一般数学模型为在超导储能中的成功应用以及其优良的保护性能，LdikevSdtkk[1]使之成为这一领域当前的探讨热点之一。dvk数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)CSdtikikt(k=a,b,c)（1）具有高性能的核心与功能强大的片上外设，文中didcLdvdciRdc使用的T

3、MS320LF2407芯片，其运行速度达到dt40MIPS(每秒百万次指令)，具有强大的片上I/O引入三值逻辑开关函数σk，且定义和其它外设。它的事件管理器(EventManager)是1上桥臂通专门为控制设计的，具有4个可编程定时器，每k0桥臂全通或全断(kabc,,)（2）1下桥臂通个定时器又具备多种中断，非常有利于产生控制信号[2]。所以复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableikt=σkidc(k=a,b,c)（3）LogicDevice，CPLD)具有极强的灵活性，在电子产vdc=vaσk+vbσb+vcσc(k=a,b,c)（4）

4、品设计中得到广泛的应用。文中使用XC9500系列的将式（3）、（4）代入式（1）可得XC95108-15TQ100C芯片，具有先进的在系统编程dik及测试能力，增强的引脚锁定结构、JTAG支持、LSekvkdt先进的CMOS高速Flash工艺等特点[3]。dvCSkikkdci（5）本文首先在分析CSR电路的数学模型基础上提dtdidc出了基于SPWM调制的直接电流控制策略，然后介LdvkkiRdcdtkabc,,绍了控制系统的硬件组成，最后通过仿真和实验，验证了文中所提出控制策略的正确性和可行性。将三相静止坐标变换到两相旋转坐标，取1电流型

5、PWM整流器的设计与分析icostcos(t120)cos(t120)i电流型PWM整流器的主电路拓扑结构如图1所qa2示。交流侧采用LC滤波器，除滤除网侧谐波电流外，id3sintsin(t120)sin(t120)ib（6）0111ic还有抑制交流侧谐波电压作用；功率开关IGBT支路2221可得两相旋转dq坐标下的整流器数学模型如2.1采样电路[5]下式所示。采样电路主要由三部分组成，分别为交流信号调理电路、直流信号调理电路、同步信号和锁相环didLsEdVdLsiq

6、电路。dtdiq2.2DSP程序流程LsEqVqLsiddtDSP的作用是产生2值逻辑信号(VT1、VT3、dVdCsididcdCVsq（7）VT5)和调制波的比较信号(Sac、Sba、Scb)，包括abc/dqdtdVq变换、dq/abc变换、PI调节等。DSP程序主要由CsiqidcqCsVddt初始化程序和主循环程序两部分组成。初始化程didc3序完成系统参数设置、中断控制、配置引脚功能Ld(VqqVdd)iRdcdt2以及AD和PWM参数。主循环程序实现AD转从上式可以看出，d轴和q轴电流存在耦合，换、指令

7、电流运算、直流侧电流控制、PWM脉因此，文中引入PI调节器解耦输入电流。冲输出等功能。初始化和主循环的流程图分别如本文采用基于SPWM调制的直接电流控制策图4、5所示。略，控制结构框图如图2所示。开始关中断AD初始化设置DSP时钟和配置IO口工作方式开中断配置引脚功能图2控制结构框图控制系统是一个双闭环的结构。控制系统的外环是直流电流控制环，目的是保持直流电流的恒初始化结束定；内环是网侧电流控制环，目的是使网侧电流跟踪网侧电压。图4初始化流程图在网侧a相电压正向过零时，使控制系统