变频电源软件设计

变频电源软件设计答辩人：指导老师：欧阳华斯电源SPWM波的生成总体思路本文利用的是EVA模块，当定时器T1处于连续递增／递减计数模式时，计数寄存器（T1CNT）中的数值的变化轨迹就是等腰三角形，也就相当于产生了一系列的等腰三角形波，当比较寄存器（CMPRx，x=1，2，3）中的值与计数寄存器中的值相等时，对应的引脚（PWMx，x=1，2，3，4，5，6）上的电平就会发生跳变，从而输出一系列的等高的方波信号，如图4-1-2所示。至于输出的方波的宽度，就和比较寄存器中的值一一对应，因此，只要使比较寄存器中的值按正弦规律变化，就可以得到SPWM波形。增减模输出式下PWM定时器cycle有效有效PWMr高有效PWMr低有效定时器值通过实时计算生成电压SPWM需要数学模型，建立数学模型的方法有多种，比如谐波消去法、等面积法、采样型SPWM法以及他们派生出来的各种方法。本文介绍的生成SPWM波采用的是不对称规则采样法，不对称规则采样法是用阶梯波去逼近正弦波，每个载波周期内采样两次，既在三角波的顶点对称轴位置采样，又在三角波的底点对称轴位置采样，由于这样采样所形成的阶梯波与三角波的交点不对称，故称其为不对称规则采样法，如图5-2-1所示。此法所形成的阶梯波与正弦波的逼近程度大大提高，所以谐波分量的幅值更小，在实际中得到了较多的应用。核心就是SPWM波的产生，SPWM波是以正弦波作为基准波（调制波），用一列等幅的三角波（载波）与基准正弦波相比较产生PWM波的控制方式。当基准正弦波高于三角波时，使相应的开关器件导通；当基准正弦波低于三角波时，使相应的开关器件截止。由此，逆变器的输出电压波形为脉冲列，其特点是：半个周期中各脉冲等距等幅不等宽，总是中间宽，两边窄，各脉冲面积与该区间正弦波下的面积成比例。这种脉冲波经过低通滤波后可得到与调制波同频率的正弦波，正弦波幅值和频率由调制波的幅值和频率决定。利用DSP内部的事件管理器模块的3个全比较单元、通用定时器1、死区发生单元及输出逻辑可以很方便地生成三相六路SPWM波形。实际应用时在程序的初始化部分建立一个正弦表，设置通用定时器的计数方式为连续增计数方式，在中断程序中调用表中的值即可产生相应的按正弦规律变化的SPWM波形。系统软件设计系统软件设计主要依靠控制对象和控制电路自身要求进行，主要要求主程序的要求思路.控制系统主程序流程图如图所示。DSP上电复位后，主程序首先对微控制器内部各个模块进行初始化设置，以便于他们处于待工作状态。本设计中系统初始化过程主要包括：（1）系统控制寄存器设置，包括看门狗、锁相环、高速/低速系统时钟、EVA/ADC模块使能。（2）外设中断扩展模块PIE初始化：PIE控制寄存器、PIE矢量表。（3）时间管理器A初始化，A/D模块初始化。系统上电后按照选定的模式自举加载程序，跳转到主程序入口，进行相关变量、控制寄存器初始化设置和正弦表初始化等工作。接着使能需要的中断，启动定时器，然后循环进行故障检测和保护，并等待中断。主要包括定时器周期中断子程序、A/D采样子程序和数据处理算法。主程序流程图开始系统初始化生成正弦表触发A/D采集采集结束？频率改变？SPWM调频子程序NNYYA/D采集中断服务程序以DSP为核心的控制系统主要用到两个中断：一个是A/D采集中断，用来实现调频，另一个是事件管理器A中定时器1的周期中断，通过重新装入周期值和比较值，来实现生成合成脉宽调制波。A/D采集中断服务程序流程图如图所示。图中的四路采集分别为：三路调频、一路解压和一路输出采集。当定时器2定时时间到（通过设置其周期寄存器）时，触发A/D采集，模数转换模块将所用到的4个通道按照顺序采样模式，自动排序后逐个进行采集并进行转换，然后将转换结果送入相应的结果寄存器，完毕后向系统中请求中断。CPU在执行完当前语句和下一句指令后，如果中断打开而且没有更高一级的中断申请，便转去执行上述中断服务程序。采样中断服务程序流程图A/D采集中断入口保护现场依次采集5路采集信号采集次数到20？清采集次数计算器数据滤波处理转换为相应的频率清中断标志、开中断返回采集值暂存缓冲区YN定时器1的周期中断服务程序定时器1的周期中断服务程序主要在是对周期寄存器和比较寄存器的值进行比较并装载，如图所示。为保证系统能够输出及时、准确的脉宽调制波，设定定时器1的周期中断级别为外设中断级别最高，并且在服务程序中关中断。定时器1周期中断程序入口保护现场，关中断计算周期值T1PR查表计算比较值CMRR1清中断标志、开中断返回