基于DSP生成SVPWM在逆变电源中的应用研究

　　O 引言

　　随着信息技术的发展，400Hz中频逆变电源供电系统作为世界各国越来越广泛应用于航空、航天、导弹、雷达、通信、飞机、车辆的标准供电系统，一般为高、精、尖的电子设备提供工作电源。目前大部分逆变电源都采用模拟电路控制或是部分数字电路控制，系统可维护性差，升级困难。本文结合具体工程任务，主要致力于逆变电源的全数字控制技术的研究，在原有逆变电源的基础上，采用DSP生成SVPWM波作为信号源来替代原电路信号源的技术，以改善逆变电源的输出性能及提高逆变电源的可靠性。

　　逆变电源采用数字控制，具有以下优点：

　　1)数字控制(DSP)采用先进的控制方法和智能控制策略，使得逆变电源的智能化程度更高，性能更加完美;

　　2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件电路;

　　3)控制系统的可靠性提高，易于标准化;

　　4)系统维护方便。系统一旦出现故障，可以很方便地通过RS232接口或USB接口进行调试、故障查询、故障诊断、软件修复，甚至控制参数的在线修改和调试;

　　5)系统的一致性较好，成本低，生产制造方便。

　　1 SVPWM原理

　　空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)实际上是对于三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合，这种开关触发顺序和组合将在电机定子线圈中产生三相互差120°的波形失真较小的正弦波电流。实践和理论都可以证明，与直接的正弦脉宽调制(sPwM)技术相比，svPwM在输出电压或电机线圈的电流都将产生更少的谐波，提高了对电压源逆变器直流供电电源的利用率。

　　电压源逆变器可由图1所示的6个开关来等效表示。逆变器桥臂的上下开关在任一时刻不能同时导通。不考虑死区时，上下桥臂的开关呈互补状态，因此逆变器有8种不同的开关模式。

　　如图1所示，当上桥臂开通、下桥臂关断时，即Sa=1时，U=udc/2;当上桥臂关断、下桥臂开通时，即Sa=O时，U=一Udc/2o、Sc亦同。

　　逆变器的8种开关模式对应有8个电压空间矢量。采用3/2坐标变换，将三相电压变换到d—q轴系。

　　通过不同的矢量组合可以合成新矢量，如图2所示，设相邻两个有效矢量V1和Vm，零矢量为Vo，合成新矢量Vout，矢量作用时间分别是T1、Tm、To。Tpwm是PWM脉宽周期。

　　合成新矢量的表达式为

　　2 基于DSP生成SVPWM波

　　2.1 DSP芯片TMS320LF2407A