1、基于DSP的三相逆變器控制程序設計摘要：三相逆變是光伏并網逆變器的主要組成部分。本文介紹了基于DSP的三相逆變器的控制程序的設計原理和參數計算，并給出了部分實驗調試的結果。關鍵字：光伏并網逆變器，嵌入式微處理器1引言TMS320F2812DSP是在光伏并網逆變器中廣泛應用的嵌入式微處理器控制芯片。限于篇幅，本文只對基于DSP的三相逆變控制程序的設計進行了討論。第2節介紹了三相逆變控制程序的總體設計原理。第3節討論了參數計算方法和程序設計原理。最后第4節給出了部分實驗調試結果。2基本原理三審診酒制波f纏沖寄存器h比粒寄存器L比坡寄儲,I因種鐲*控制程序的總體設計示意圖見圖1。PWM4*PKM5.

2、PWMtf圖】控制程序的總體設計示意圉/使用異步調制白方法產生SPW腋形。將正弦調制波對應的正弦表的數值，按一定時間間隔t1依次讀出并放入緩沖寄存器中。比較寄存器則由三角載波的周期t2同步裝載，并不斷地與等腰三角載波比較，以產生SPW腋形。時間間隔t1決定了正弦波的周期，時間間隔t2決定了三角載波的采樣周期，t1和t2不相關，亦即正弦調制波的產生和PW瞰形發生器兩部分相互獨立。使用TMS320F2812勺EV模塊產生PW械形。EVA勺通用定時器1按連續增/減模式計數，產生等腰三角載波。三個全比較單元中的值分別與通用定時器1計數器T1CNT比較，當兩者相等時即產生比較匹配事件，對應的引腳(PWM

3、xx=1,2,3,4,5,6)電平就會跳變，從而輸出一系列PW峨形。因為PW瞰形的脈沖寬度與比較寄存器中的值一一對應，所以，只要使比較寄存器中的值按正弦規律變化，就可以得到SPW俄形。考慮到DSP的資源有限，使用查表法產生正弦調制波。將一個正弦波的周期按照一定的精度依次存于表中；使用時按照一定的定時間隔依次讀取，便得到正弦波。顯然，精度要求越高，所需的表格越大，存儲量也越大。一個周期的正弦表的相位是，對應表的長度的1/3。為了產生三相對稱正弦波，將正弦表長度取為3n,n為整數。當A相從第0個數開始取值時，則B相從第n個數處開始取值，C相從第2n個數處開始取值。事實上，因為使用了異步調制，所以只

4、要正弦表的長度足夠大，不是3的整數倍也不會對輸出波形產生太大影響。程序由主程序和中斷程序兩部分構成，主程序見圖2。中斷程序用來根據逆變輸出正弦波的頻率計算依次讀取正弦表的時間間隔t1。3參數計算與程序設計3.1正弦調制波的參數計算通用定時器T1的計數器T1CN根連續增/減計數模式產生三角載波，從0增計數到T1PR=M再減計數到0,循環不止；其時鐘取事件管理器的最大時鐘頻率為75MHz載波頻率取fc=15kHz,可算得，M=250Q考慮到由雙極性調制法產生SPW械形，且調制比小于1。三角載波的幅值M和正弦調制信號的峰值Um需滿足UmM=M/2正茂調制信號為，a（r）=而（砒+砌二A/sint西子

5、=AAPsia（例十0）其中，Ak)tk=t2A-l顯然有.忒葬在125。旬250之間取值*,正弦微幅值的零點在三角載波的半峰值Y2處.正弦值從表中讀出以后（用一表示），船加上虹2才可以討三角載法進行調札即所產生的三相正弦裝可表示為一（3）正弦調制波的頻率由讀取正弦表的速度決定，可以選擇CPU定時器T0給正弦波的周期定時。設正弦波的周期用T表示，則T0的定時時間應該是T0=T/N=T/600,即按照節拍T0依次讀取正弦表，讀取600個點正好一個正弦波周期ToCPUt時器T0是32位的定時器，其計數時鐘為150MHz則CPUt時器T0的最大定時長度為232/150MHz=28.6s,對應正弦波的

6、最大周期Tmax為28.6N=17560s,以及最低頻率為fmin=1/Tmax=1/1756010-4Hz。可見其頻率分辨率已足夠高。對應于工頻50Hz時，T0=20ms/600=33.33us。CPU定時器T0在主程序中使用時只需調用一句ConfigCpuTimer（&CpuTimer0,150,T0）。3.2 死區時間：逆變器主電路采用MOSFET據此，可選擇死區時間為500ns。為了避免SPW眼形的窄脈沖被死區吃掉，可以先計算與死區時間對應的計數次數，死區對應的計數次數=耕=50叱，然也小匕即死區時間為時,最窄腦沖對應的訐數次數至少為蕤次.對應的正弦波峰魄最大值為2=1231.為方便計

7、算，同時保證較大的調制比，正弦波的峰值匕入可取為1及5,此時對應的最大調制比為J.=-J=上1=0一如仁Ar212503.3 PWM波形發生器的參數計算與程序設計使用DSP的事件管理器EVA模塊的全比較單元產生SPW眼形，需要對事件管理器的寄存器進行配置，步驟如下：1）設置和裝載比較行為控制寄存器ACTRA;2）使能死區功能，設置和裝載死區定時器控制寄存器DBTCONA;3）初始化比較寄存器CMPR1CMPR2CMPR3;4）設置和裝載比較控制寄存器COMCONA;5）設置和裝載定時器控制寄存器T1CON并啟動操作；6）用計算的新值更新比較寄存器CMPR1CMPR2CMPR3在EVA中產生PW

8、瞰形，其全比較單元的時鐘是由通用定時器T1提供的。采用外部晶振30MHz;經內部倍頻后的系統時鐘SYSCLKOUT150MHz再經過高速預定標寄存器分頻和T1控制寄存器預定標分頻，最后的T1定時器時鐘T1CLK為75MH%比較方式控制寄存器ACTRAS制6個比較輸出引腳PWMx（x=k6）的輸出方式。設置EvaRegs.ACTRA.all=0x0666,比較器輸出引腳1、3、5高電平有效，2、4、6低電平有效。死區控制寄存器DBTCONA!于設置PWMfe路的死區。死區定時器的周期值用m表示，死區定時器的預定標參數用p表示，死區的值為（pxm）個高速外設時鐘HSPCLK勺周期。本文HSPCLK

9、=75MHz取p=23=8,m=5,則死區時間為戶乂陽乂=x5x=533115HSPCLK75MHz已知正弦波的峰值Um為1225時，經計算可容許667ns以內的死區時間。又按照硬件電路要求死區時間為500ns，因此p=8,m=5是合理的。設置EvaRegs.DBTCONA.all=0x05ec,死區時間是533ns。比較控制寄存器COMCONA定比較單元的操作模式。第15位CENABLE!比較使能位；第1413位CLD1CLD0設置比較寄存器的重新裝載條件，其中的值為00時表示下溢重裝載，為01時表示下溢或周期重裝載，為10時表示立即重載；第1110位ACTRLD1ACTRLD0設置方式控制

10、寄存器ACTRA勺重新裝載條件，裝載條件同第1413位。第9位FCMPO是全比較器使能輸出位。因此寫EvaRegs.COMCONA.all=0xA600,表示下溢出時重裝載。定時器控制寄存器T1CONJ通用定時器的操作模式。第1211位TMODE1TMODE0是計數模式選擇位，選擇01表示連續遞增/遞減模式，以產生等月三角波和對稱PW瞰形；第108位TPS如TPS0用來設定輸入時鐘的預定標系數，選為000,使得TCLK=HSPCLK=75MHz;第6位是定時器使能位；第54位TCLKSkTCLKS艱擇時鐘源，00表示選擇內部時鐘;TECMPR定時器比較使能位。在程序中寫EvaRegs.T1CON.all=0x0842,表示使用內部75MHz時鐘產生對稱等腰三角載波。4實驗調試結果圖3（下）是由DSP輸出的一路SPW腋形，經RCg波后的50Hz正弦波如圖3（上）所示。其中，R=10kQ,C=100nF。圖4（上）與圖3（下）相同，圖4（下）是圖4（上）的局部放大，可見其三角載波頻率正好是15kHz。圖35PWM波形戲應的HC滋裝后的正物赧同時觀幽RGSM