基于DSP技术的三相逆变电源之逆变电路设计

此前我们曾经就一种基于DSP技术的三相逆变电源方案进行过简要分享，并对这一方案中的DSP技术应用和系统原理设计进行过详细分析。在今天的文章中，我们将会继续就这一三相逆变电源方案中的逆变电路设计情况，进行详细介绍，下面就让我们一起来看看这种利用DSP技术芯片研发的逆变电源是如何完成逆变电路设计的吧。

逆变主电路硬件设计

在本方案中，我们所设计的这一基于DSP技术的三相逆变电源，其运行功率为500W。这一逆变电源的系统原理框图如下图图1所示。这一逆变电源的主要性能指标是：输入电压220VAC，输出电压110VAC，频率50Hz，输出功率500W，输出电流4.5A，输出总谐波因数为2%。经过分析计算和试验，开关管采用富士公司的单管IGBT，型号1MBH50D060；续流二极管采用IR公司的超快恢复二极管，型号HFA16TB120。驱动电路采用的是富士公司的EXB841集成驱动器。所设计的逆变主电路原理图如下图图2所示。

图1 基于DSP技术的三相逆变电源系统原理框图

图2 基于DSP技术的三相逆变电源逆变主电路原理图

三相逆变电源软件设计

在这一三相逆变电源的软件设计过程中，我们所选择的TMS320LF2407A的开发工具具有一个很大的优势，其本身能够支持C语言、汇编及两者混编的调用方式，这为程序的编写带来了很大的便利。C语言的优点是直观，能够给编程者带来方便，而汇编语言的执行效率很高，有利用于缩短程序运行时间，提高系统的实时性。在此基础上结合DSP内部的PWM发生器编写了SPWM调制策略汇编程序。程序流程图如图3所示。

图3 软件设计程序流程图

仿真和实验

在完成了这一基于DSP技术的三相逆变电源电路系统和软件设计后，接下来我们需要对这一逆变电源进行仿真实验。这里我们主要采用Matlab6.5对整个系统在不同工作方式和负载条件下进行了仿真研究，在确定了系统的控制框图，滤波器和调节器参数，最后对仿真确定的系统通过实验进行了验证。

在利用Matlab6.5对这一逆变电源进行仿真和实验后，所得出的结果与理论分析基本吻合，从而验证了理论分析的正确性。这一三相逆变电源的模拟仿真电路如下图图4所示。在图4中，Vin为直流输入；S1、S2、S3、S4分别为4个逆变开关；PIDcontroller1和PIDcontroller2分别为电压反馈控制子模块。内部为常规PID控制器。图5中S2开关管的电压Vds波形和电流，Ids波形是在驱动脉冲V2的时序图中得到的。

图4 系统模拟仿真电路图

图5 S2开关管的电压电流及驱动波形

以上就是本文所分享的一种基于DSP技术的三相逆变电源方案设计情况，希望通过本文的分享，对各位工程师们的设计研发工作有所帮助。