基于SPWM控制全数字单相变频器的设计及实现
2、驱动与保护电路
图3为驱动电路原理。本系统逆变电路功率器件采用IGBT芯片,因此驱动电路选用4片三菱公司生产的驱动模块M57962L。该驱动模块为混合集成电路,将IGBT的驱动和过流保护集于一体。图3中M57962L的13脚接DSP的PWMl(其他3片M57962L分别接PWM2、PWM3、PWM4),14脚接地,1、6脚分别接电源。另外,M57962L采用的是低电压驱动,即只有13脚输入负电位时才能驱动M57962L。这样做的优点在于防止出现干扰,当出现干扰波形时,采用低电平驱动的M57962L不能驱动。另外在关断过程中,如果电压变化过大,则会产生擎住现象,使IGBT失控,引起上下桥臂直通,因此,采用RC缓冲电路来抑制过电压和电压变化率du/dt。
系统的数字实现
系统逆变器部分采用SPWM规则采样算法,其基本思想是使输出的脉冲按正弦规律变化,这样降低输出电压中的谐波分量,使输出电压更接近于正弦波。为了便于数字实现,用规则采样法生成SPWM脉冲序列,其原理如图4所示。因为三角载波频率比正弦波频率高很多,所以将三角载波uc的一个周期内的正弦调制波ut看作不变,这样在一个三角波周期,只需在B点取样一次,便可使生成的SPWM脉冲中点与对应三角波的中点(A点)重合,从而使SPWM脉冲的计算大为简化。设uc的幅值为1,正弦调制信号ut=Msinωtt,其中O≤M<1(M为调制度)。由于△ABC~△EDA,故有:
正弦函数值采用查表的方式求出。另外在每段的同步调制中取N为3的倍数。
软件程序设计是逆变控制电路设计的核心。本系统软件主要包括:主程序、中断服务程序、PI调节程序、显示程序等。图5为主程序流程,图6为中断程序流程。在主程序中,完成DSP系统及外部设备初始化,I/O控制信号管理及正弦波信号产生和处理等。在中断程序中,完成电流、电压检测,PI调节计算,计算恒压频比下的调制度M和频率值,正弦波处理并给比较器CMPRl赋值等。
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