基于DSP的功率变换技术研究

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1、摘要在目前的航空地面二次电源系统中，大部分都是模拟电路控制或是部分数字电路控制的400Hz逆变电源，系统的可维护性较差，系统升级困难。本文针对这些问题，采用TI公司的16位定点电机控制芯片TMS320F240为核心，进行了三相逆变电源控制技术的理论分析及工程设计。文中详细讨论了生成SPWM波的一种改进的等面积算法的原理，进行了谐波分析，并和等面积算法进行了比较，讨论了死区问题和解决方法。基于以上分析，提出基于TMS320F240控制芯片的具体方案。并进行了详细的硬件电路和软件设计。最后用MATLAB技术对系统部分功能进行了仿真，达到了理论的要求。本系统

2、采用了数字化的控制技术，具有硬件电路简单，系统升级方便等特点，符合现代逆变电源的发展方向，具有广阔的应用前景。关键词：三相数字逆变电源改进的SPWM波等面积算法仿真数字信号处理器点阵式图形液晶显示模块两北T业大学赴鲥“卜论文摘美AbstractMostoftheaeronauticgroundconvertpowersystemiscontrolledbyanalogorpartialdigital．It’Sverydifficulttoupgradeormaintenance．Soinallusiontotheseproblem，thepaperan

3、alysesthetheoryofthree*phaseconvertorbasedonTMS320F240thatisamotor-controllerproducedbyTIcompany,andgivestheengineeringdesign．ThepaperdiscussesamethodthatproducestheSPWM(SinePulseWidthModulation)waveformindetail，whichisthechangedEqual—areaArithmeticandcompareswiththeEqual-areaAr

4、ithmetic，andanalyzestheharmonicthatproducedbythearithmetic，discussestheproblemofdead-timeandgivestheresolvent．Asaresult，thepapergivesthedetailedschemeofhardwarecircuitandsoftwaredesign．Finally，thepapergivessomesimulatedresultsthatbasedonMATLAB．Itisadigitalcontrolsystem．Thesystem

5、hasthecharacteristicofsimplecircuitandscantycostofupgrade，accordswiththedevelopmenttrendofmodernconvertor．Itwillhavewideapplications．KeyWords：Three-phaseDigitalConvertorDigitalSignalProcessorChangedEqual—areaArithmeticLiquidCrystalDisplaySimulationII两北工业大学坝f。论文第一章绪论本章首先叙述了逆变电源技术

6、的背景以及相关技术的现状，阐述了逆变电源技术面临的问题。其次指出了逆变电源技术的发展趋势。最后介绍了本课题的在航空电源系统的应用领域以及本文所做的工作。1．1逆变电源技术的发展背景1．1．1概述电源是各种用电设备的动力装置，是电子工业的基础产品。电源技术从电能变换功能来看，可分为四类：AC／DC变换、DC／AC变换、DC／DC变换以及AC／AC变换。这四种变换技术可以单一使用，但更多的是组合使用。例如图1．1所示，将工频市电(单相或三相)整流成直流电，通过逆变电路使其成为高频交流电(或是再通过整流)供给负载。其中逆变技术无论是在交流电源还是在直流电源都

7、占有很重要的位置。厂———]广一——]厂——]硎交叫蝴一黻P爿整流产图1．1常用的电源结构传统的逆变电源技术采用的是模拟电路控制，在早期的现实条件下，模拟电路控制满足了一定的要求，但是模拟控制存在许多固有的缺点：(1)因采用大量的分散元件和电路板，导致硬件成本偏高，系统的可靠性下降；(2)器件老化及热漂移问题的存在，导致逆变电源输出性能下降，甚至导致输出失败；(3)产品升级换代困难，对同一型号的模拟控制逆变电源，若不改动硬件，升级是不可能的，每一个新型的逆变电源都要求重新设计、制造控制系统；(4)模拟控制的逆变电源的监控功能有限，～旦出现故障，要想恢复

8、正常，技术人员必须亲赴现场。两北r业大学顺i?论文第一章绪论在80年代初期，为了提高逆变电源的