国内基于DSP的三相SPWM交流可调电源的设计介绍
交流可调电源作为电源系统的重要组成部分,其性能的优劣直接关系到全部系统的安全和牢靠性指标。现代交流可调电源以低功耗、高效率、电路简约等明显长处而备受青睐。变频电源的全部电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成,输出电压和电流波形均为纯粹的正弦波,且频率和幅度在肯定规模内可调。
本文实现了基于TMS320F28335的交流可调电源数字控制系统的设计,通过有效利用TMS320F28335丰硕的片上硬件资源,实现了SPWM的不规矩采样,并采取PID算法使系统产生高品质的正弦波,具备运算速度快、精度高、灵巧性好、系统扩大能力强等长处。
系统总体介绍
依据结构不同,交流可调电源可分为直接变频电源与间接变频电源两大类。本文所研究的变频电源采取间接变频结构即交-直-交变换过程。首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换,而后在DSP控制下把直流电源转换成三相SPWM波形供给后级滤波电路,形成尺度的正弦波。
变频系统控制器采取TI公司推出的业界首款浮点数字信号控制器TMS320F28335,它具备150MHz高速解决能力,具备32位浮点解决单元,单指令周期32位累加运算,可满意应用对于更快代码开发与集成高等控制器的浮点解决器性能的要求。与上一代抢先的数字信号解决器相比,最新的F2833x浮点控制器不只可将性能均匀提升50%,还具备精度更高、简化软件开发、兼容定点C28xTM控制器软件的特征。
(1)整流滤波模块:对电网输入的交流电进行整流滤波,为变换器供给波纹较小的直流电压。
(2)三相桥式逆变器模块:把直流电压变换成交流电。其中功率级采取智能型IPM功率模块,具备电路简略、牢靠性高等特征。
(3)LC滤波模块:滤除搅扰和无用信号,使输出信号为尺度正弦波。
(4)控制电路模块:检测输出电压、电流信号后,遵照肯定的控制算法和控制战略产生SPWM控制信号,去控制IPM开关管的通断从而维持输出电压稳固,同时通过SPI接口完成对输入电压信号、电流信号的程控调节。捕捉单元完成对输出信号的测频。
(5)电压、电流检测模块:依据要求,须要实时检测线电压及相电流的变更,所以须要三路电压检测和三路电流检测电路。一切的检测信号都经过电压追随器隔离后由TMS320F28335的A÷D通道输入。
(6)辅佐电源模块:为控制电路供给满意肯定技术要求的直流电源,以保障系统工作稳固牢靠。
系统硬件设计
交流可调电源的硬件电路重要蕴含6个模块:整流电路模块、IPM电路模块、IPM隔离驱动模块、输出滤波模块、电压检测模块和TMS320F28335数字信号解决模块。
整流电路模块
采取二极管不可控整流电路以提高网侧电压功率因数,整流所得直流电压用大电容稳压为逆变器供给直流电压,该电路由6只整流二极管和接收负载感性无功的直流稳压电容组成。
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