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基于TMS320F2812的三电平逆变器载波调制方法研究

发布时间:2014-12-25 16:28:34  来源:大电流电感厂家   查看:

TMS320F2812片上集成的外围设备中有2个事件管理器(EVA、EVB),每个事件管理器含有3个全比较单元,每个全比较单元有两路互补的PW电容电感器M输出,因此共有12路两两互补的PWM输出,正好对应三电平逆变电路的12个主开关器件。其中的对应关系如表1所列。


此外,为使12路PWM协调工作,必须使EVA、EVB同步工作,就好像它们共用一个计数器,且具有相同的周期比较寄存器的值。由于EVA的比较单元计数器为GP timerl,EVB的比较单元计数器为GP timer3,为了使六个比较单元同步工作,就必须使GP timer1和GP timer3同时启动。但由于一条指令只能启动一个计数器,因此,要用连续两条启动指令分别启动两个计数器。TMS320F2812浮点式DSP的最高指令执行速度为150 MHz,可使得指令周期缩短到6.67 ns。因此,两个计数器虽不能完全同步,但滞后仅为几个纳秒,远小于2微秒的死区时间,这对于千赫兹级的开关频率来说,可以忽略不计。因此,以单个TMS320F2812控制器为平台构建系统,可以节约大量的外围逻辑电路,降低成本,同时可提高系统的可靠性。
本程序的设计载波频率为20 kHz,调制波为50 Hz标准正弦波。DSPF内部可将时钟频率分频为60MHz。由于载波周期为50μs,寄存器的值应该设置为1500,幅度调制比M为0.92,计数器初始值设为O。由于载波比为400,所以一个正弦波周期可响应400次中断,一体成型电感器实时值与计数器值比较可产生控制脉冲,再通过死区单元产生互补的一对MOSFET信号,故可设置死区时间为2μs,且删除小于0.67μs以下的窄脉冲。


按照上述参数,其实验验证结果如图7所示。其中,图7(a)为开关T1、T3的互补关系; (b)为开关T1、T2在一个正弦波周期内按照正负交替导通作用; (c)为其互补信号的死区时间。

5 结束语
本文分析了两种常见的载波调制方法及其仿真验证;并采用TMS320F2812 DSP作为系统的控制芯片,改进并简化了传统的层叠三角载波脉宽调制方法,同时利用改进的算法插件电感器编制了一套DSP的控制程序。实验结果表明,改进后的算法使得DSP编程贴片电感器非常容易,且脉冲序列工作稳定。是一种适用于中、大功率变频器等装置的功率模块设计方案,对工程应用有较强的指导意义。

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