全數字單相三電平整流器控制電路設計

作者：時間：2011-02-26 來源：網絡

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本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/162377.htm

在區(qū)域1，電壓大于－u_d/2，并且小于u_d/2，在電壓u_AB上產生三個電平：－u_d/2，0，u_d/2。同理，在區(qū)域2，電壓絕對值大于u_d/2，并小于直流側電壓u_d，在電壓正半周期(或負半周期)上產生兩個電平：u_d/2和u_d(或－u_d/2和－u_d)。相應電平的工作區(qū)域如表1所列。

表1 相應電平的工作區(qū)域

工作區(qū)域	1	2	1	2
工作區(qū)域	u_s>0	u_s0	u_s>0	u_s0
高電平	u_d/2	0	u_d	－u_d/2
低電平	0	－u_d/2	u_d/2	－u_d

為方便控制，這里定義兩個控制變量S_A及S_B，其中

S_A=（1）

S_B=（2）

根據表1可以設計一個開關查詢表，如表2所列，將其存儲在DSP中，當進行實時控制時，便可根據輸入電壓、電流信號，從表中查詢所需采取的開關策略。

表2 查詢表

S_A	S_B	V₁₁	V₁₂	V₂₁	V₂₂	V₃₁	V₃₂	V₄₁	V₄₂	u_AB
1	1	1	1	0	0	1	1	0	0	0
1	0	1	1	0	0	0	1	1	0	u_d/2
1	－1	1	1	0	0	0	0	1	1	u_d
0	1	0	1	1	0	1	1	0	0	－u_d/2
0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0
0	－1	0	1	1	0	0	0	1	1	u_d/2
－1	1	0	0	1	1	1	1	0	0	－u_d
－1	0	0	0	1	1	0	1	1	0	－u_d/2
－1	－1	0	0	1	1	0	0	1	1	0

整個控制系統(tǒng)以一片DSP為核心，控制框圖如圖4所示。

圖4 控制框圖

鎖相環(huán)電路產生一個與電源電壓同相位的單位正弦波形，u_d的采樣信號通過低速電壓外環(huán)調節(jié)器進行調節(jié)，電流i_s的采樣信號通過高速電流內環(huán)G₁進行調節(jié)，電容C₁端直流電壓u₁與電容C₂端直流電壓u₂分別通過兩個PI調節(jié)器進行調節(jié)，補償環(huán)G₂用于補償兩只電容電壓的不平衡。

檢測的線電流命令i_s與參考電流i_s^＊比較，產生的電流誤差信號送至電流內環(huán)G₁，以跟蹤電源電流變化，產生的線電流波形將與主電壓同相位。

3 軟件設計

系統(tǒng)采用兩個通用定時器GPT₁及GPT₂來產生周期性的CPU中斷，其中GPT₁用于PWM信號產生、ADC采樣和高頻電流環(huán)控制(20kHz)，GPT₂用于低頻電壓環(huán)的控制(10kHz)，兩者均采用連續(xù)升/降計數模式。低速電壓環(huán)的采樣時間為100μs，高速電流環(huán)采樣時間為50μs。中斷屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT₁在下降沿和特定周期產生中斷，GPT₂則僅在下降沿產生中斷。

整個程序分為主程序模塊、初始化模塊、電流控制環(huán)計算模塊、電壓控制環(huán)計算模塊、PWM信號產生模塊等五大部份。程序流程如圖5所示。