基于DSP实现的一种新颖开关逆变电源-巴沙体育APP官方版本

1章节　　随着工业和科学技术的发展，用户对电能质量的拒绝更加低。还包括市电在内的所有完整电能有可能符合没法用户的拒绝，必需经过处置后才能用于，直流电源技术在这种处置中起着了最重要的起到。

传统的直流电源技术多为仿真掌控或仿真与数字结合的控制系统，其缺点为　　1）控制电路的元器件较为多，体积可观，结构复杂；　　2）灵活性过于，硬件电路一旦设计已完成，控制策略就无法转变；　　3）调试较为困难，由于元器件特性的差异，导致电源一致性劣，且仿真器件的工作点飘移，不会导致系统参数的飘移，从而给调试带给不便。　　因此，传统的逆变器在许多场合已不适应环境新的拒绝。　　随着高速、廉价的数字信号处理器（DSPDigitalSignalProcessor）的问世，于是之后经常出现了数字电源（DPSDigitalPowerSupply）。其优点有　　1）数字化更容易构建数字芯片的处置和掌控，防止模拟信号传送的畸变、杂讯，增加杂散信号的阻碍；　　2）便于系统调试；　　3）如果将网络通迅和电源软件调试技术相结合，可实现远程遥测、遥测、遥调。

　　这些使得逆变电源数字化掌控沦为今后的发展趋势。　　本文使用TI公司专门为电机及电力电子领域设计的TMS320LF2407型DSP作为控制器，讲解数字化周波逆变器的硬件设计和软件设计。

　　2TMS320LF2407的结构特点　　TMS320LF2407具备高速信号处理和数字化掌控功能所必须的结构特点。将其优化的外设单元和高性能的DSP内核结合，可以为各种类型电机获取高速和全自排的先进设备控制技术。

其主要特点为　　1）其系统运营主频约30MHz，使得指令周期延长到33ns，恨大部份指令均可在单周期内已完成，提升了控制器的动态能力。　　2）2个事件管理器模块EVA和EVB，每个还包括2个16位标准化定时器；8个16位的脉宽调制（PWM）地下通道。它们需要构建三相反相器掌控；PWM的平面和非对称波形；当外部插槽PDPINTx经常出现低电平时较慢重开PWM地下通道；可编程的PWM死区掌控以避免上下桥臂同时输出启动时脉冲；16地下通道A/D转换器等功能。

事件管理模块限于于掌控交流感应器电机、无刷直流电机、电源磁阻电机、Q电机、多级电机和逆变器。　　3）10位A/D转换器大于切换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来启动时两个8地下通道输出A/D转换器或一个16地下通道输出的A/D转换器。　　4）高达40个可分开编程或适配的标准化输出/输入插槽（GPIO）。

　　3系统结构　　本系统由主电路和控制电路两部分构成，如图1右图。主电路部分，使用移相式零电压、零电流（PS－ZVZCS）全桥变换器和相控周波变换器PCCYC（PhaseControlLEDCycleConverter）。

跟其它变换器比起，相控周波变换器一直都可以工作在第一、三象限，与后移互为技术相结合，可以极大地提高高频变压器的工作效率。同时，使用高频的环展开直流电源，因而须使用工频变压器，使体积增大。全桥变换器部分，利用可饱和电感Lr和隔直电容Cr构建对环流的切断，可以在很长的阻抗范围内构建落后桥臂的ZVS和迟缓桥臂的ZCS，增大了电源形变，减少了损耗，提升了工作效率。Lr和Cr的自由选择可参考文献［4］。

掌控部分，使用较慢、高效的DSP作为核心控制器，通过光耦隔绝，并有IGBT自维护的专门驱动芯片EXB841来驱动主电路中的功率电源管。与取样电路，维护电路因应，可对输入实施实时控制，具备较慢的动态响应速度和较好的输出特性。　　　　图1系统结构图　　4工作原理　　Q1～Q4包含全桥，Q5、Q6构成周波变换器。电源管的驱动波形如图2右图。

　　　　图2电源管的驱动波形　　整个工作过程可分成4个阶段，下面分别解释。　　第一阶段Q1、Q4导通　　当Q1、Q4（有相位差）导通，并让Q5托前导合，直流外侧的能量之后可传输到输入末端。此时谐振电感储能，Q5硬通车，增加了开关损耗。

如图2中ug5右图。　　第二阶段谐振　　由于电路隔直电容和谐振电感（还包括变压器中漏感觉）谐振，电感在第一阶段所留存的能量以求获释。当谐振电流到零时，变频器Q1。

此阶段Q2、Q4导通，Q5延后一段时间再行变频器。如图2中ug5右图。　　第三阶段Q2，Q3导通　　在此阶段，使Q6在Q2，Q3导通前提前导合。当Q2，Q3（Q1，Q2之间有死区）导通时，直流外侧的能量之后可传送到输入末端，此时Q6为软通车。

如图2中ug6右图。　　第四阶段谐振　　工作原理同第二阶段类似于，此时电流方向与第二阶段忽略，当电感上的能量获释完，变频器Q6。

此时一个周期之后完结，开始下一个周期。　　从图1可以显现出，无论变压器副边电压极性如何，若Q5导通、Q6变频器，则输入末端OUT1为于是以，OUT2为负；若Q6导通，而Q5变频器，则OUT2为于是以，而OUT1为负。所以，掌控Q5，Q6的导通顺序，才可掌控输入端的极性，并可取得多种波形，例如交流、脉冲等波形均可构建。

如要输入正弦波的于是以半周时，PULS1掌控Q1，Q4，PULS2掌控Q2，Q3，并同时让Q5，Q6适当地托前导合，之后可输入正弦波的于是以半周，如图3右图。　　　　（a）驱动波形　　　　（b）输入波形　　图3输入正弦波的于是以半周　　要输入正弦波的负半周，只需让Q5，Q6的导通顺序互相交换之后可，如图4右图。

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