基于DSP的中频电源的电路(硬件)实现

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1、基于DSP的中频电源的电路（硬件）实现摘要本文主要介绍采用TMS320LF2407芯片作为核心控制芯片数字式中频电源的研制，提出了基于DSP的静止式中频电源的结构，根据要达到的性能要求对系统的参数进行了具体的设计，尤其对于低通滤波器参数进行了详细探讨，然后对电源系统功率器件的驱动和保护，以及对于输出波形的检测进行了硬件设计，减少了谐波失真等迫切需要解决的问题。关键词中频电源；舰船；DSP；计算机数字技术TheRealizationoftheIFPower’sCircuit(hardware)BasedonDSPAbstract:Th

2、epapermainlyintroducestheresearchandrealizationoftheintermediatefrequencypower,inwhichTMS320LF2407chipisusedasthecore.ItraisedthestructureofthestaticIFpowerbasedonDSP.Accordingtotherequiredperformance,thesystemparametersarealladjusted.Especiallythelow-passfilter’sparam

3、etersarediscussedindetail.Thehardwaredesignismadetotheproblems:thedriveandtheprotectionofthepowerdeviceofthepowersystemandthedetectionoftheoutputwaveform.Thesemeasurescanresolvetheissuesneededurgentresolution,suchastheharmonicdistortionreduction.Keywords:IFpower;Armada

4、;DSP;Computerdigitaltechnology一、概述中频电源一般指输出频率为中频(常用的为400Hz)的单相或者三相变频电源，广泛应用于航空航天、舰船、机车、感应加热以及雷达、通信交换机等设备中。作为一种电源变换装置，它必须将工频输入电压变换为适用于工业应用的频率和电压。早期的中频特种电源大都是采用电机机组产生的，通常由异步电动机和同步发电机构成。异步电动机由三相工频交流电供电，在舰船上，三相工频交流电由柴油发电机组产生，异步电动机再拖动同步发电机旋转产生所需要的幅值和频率的中频交流电。这种电源谐波含量少、正弦度好，

5、输出电压和频率的稳定性都能满足要求，但由于电源由旋转的电机组成，它运用在航空航天、舰船、机车，其机械噪音和积体大的缺点十分明显。随着电力电子器件发展，提出了静止式中频电源的结构，然而电力电子器件造成的电源污染和谐波失真是迫切需要解决的问题。目前静止式中频电源大都采用模拟控制的方法，模拟控制的方式为：使用模拟元件构成的三角波和正弦波产生电路分别产生三角载波信号和正弦调制波信号送入电压比较器，从而产生SPWM序列，这种利用模拟电路调制方式的优点是完成与信号的比较和确定脉冲所用的时间很短，几乎是瞬间完成的。而且和的交点是非常精确的，未做任

6、何近似处理，然而，这种方法的缺点是灵活性差，所需硬件较多，调试较为麻烦。并且不能实现调频的同时进行调压，调频和调压只能分开进行。由于模拟器件存在漂移现象,因此电源稳定性差等缺点。将计算机数字技术应用于中频电源控制环节具有以下明显优点:(1)设计方面:易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使逆变电源的智能化程度更高，性能更完美，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法而不必改动硬件线路。(2)输出电压的稳定性:输出电压的稳定采用了DSP技术的电源输出的电压误差可控制在1%以内。(3)输出电压波型失真度:由于负载形式或负载变动引起电源的输

7、出波动，在传统的中频电源显得较为明显，而采用DSP芯片由于其强大的计算能力能对输出电压的谐波进行检测并进行无功功率补偿，大大减少了谐波含量使得波形失真度小。另外，计算机数字技术可实现智能监控等功能，是当今中频电源发展的趋势，本文主要介绍采用TMS320LF2407DSP作为核心控制数字式中频电源的研制。二、中频电源的硬件实现2.1系统概述本系统研究了一种DSP数字控制的1kVA的智能中频电源，技术参数的要求为：输入市电：220V±10%；频率：50Hz±5%功率因数：>0.8输出额定电压：交流220V额定频率：400Hz电压稳定精度

8、：±2%频率稳定精度：±0.01%功率：1采用整流桥将单相工频电源整成直流，然后采用了IGBT作为主功率桥构成逆变电路，而SPWM信号的产生以及数字控制算法的实现通过在DSP为主控制器芯片的基础上编程来实现,同时DSP芯片还对电源的输