基于直接電流控制的pwm波整流電源設(shè)計(jì)

1、[導(dǎo)讀導(dǎo)讀]用DSP實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)PWM整流器的控制摘要：PWM整流器是一種高功率因數(shù)的電源變流器。采用了電流追蹤型控制方式用DSP實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)PWM整流器的控制摘要：PWM整流器是一種高功率因數(shù)的電源變流器。采用了電流追蹤型控制方式對(duì)PWM整流器進(jìn)行控制，并且設(shè)計(jì)了以高性能的DSP芯片TMS320F240為核心的全數(shù)字控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，該控制系統(tǒng)具有控制靈活，精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，所受干擾小等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器；電流追蹤；

2、脈寬調(diào)制整流器1引言PWM整流器是應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)發(fā)展起來的一種新型電源變流器。其基本原理是通過控制功率開關(guān)管的通斷狀態(tài)，使整流器輸入電流接近正弦波，并且電流和電壓同相位，從而消除大部分電流諧波并使功率因數(shù)接近于1。本文采用TI公司的TMS320F240DSP對(duì)整流器實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制這一方法相對(duì)于模擬控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）控制靈活在數(shù)字控制系統(tǒng)中，主要利用軟件算法實(shí)現(xiàn)控制方案，相比于模擬控制較靈活；2）可靠性高微機(jī)系統(tǒng)由于采用元器件較少，信

3、號(hào)全部采用數(shù)字處理，故受干擾小，可靠性高；3）故障分析容易信號(hào)檢測(cè)將取得的信息寄存，具備記憶的能力，故容易實(shí)現(xiàn)故障診斷；4）參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)便可以使系統(tǒng)的調(diào)試工作變得很方便。基于以上考慮，本文采用了以DSP為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整流器的控制。2TMS320F240的主要特點(diǎn)TMS320F240是一款專門為電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的DSP，因而，它不僅具有普通數(shù)字信號(hào)處理器的高速運(yùn)算功能——20MIPS的處理能力，而且片內(nèi)還集成了豐富的外設(shè)功能模塊：

4、雙10位AD轉(zhuǎn)換器，28個(gè)可獨(dú)立編程的多路復(fù)用IO引腳，帶有鎖相環(huán)的時(shí)鐘模塊，帶中斷的看門狗定時(shí)器模塊等。特別是F240片內(nèi)設(shè)置了一個(gè)事件管理器，可以提供12路比較PWM通道，3個(gè)具有死區(qū)功能的全比較單元，3個(gè)單比較單元，3個(gè)16位通用定時(shí)器等，這一外設(shè)裝置大大簡(jiǎn)化了用于產(chǎn)生同步脈寬調(diào)制PWM波形的控制軟件和外部硬件，只需很少的CPU干預(yù)即可產(chǎn)生所需的PWM4控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)針對(duì)以上的控制方案，本文設(shè)計(jì)了以TMS320F240為核心的

5、數(shù)字控制系統(tǒng)，硬件框圖如圖3所示。從圖中可以看到，控制系統(tǒng)主要包括以下幾部分：CPU及其外圍電路，信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理電路，驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路。其中，信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理單元主要完成強(qiáng)弱電隔離，電平轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大及濾波等功能，以滿足DSP控制系統(tǒng)對(duì)各路信號(hào)電平范圍和信號(hào)質(zhì)量的要求。圖3數(shù)字控制系統(tǒng)框圖電流檢測(cè)與調(diào)理單元電路如圖4所示。電流傳感器輸出電流信號(hào)經(jīng)測(cè)量電阻RM轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，由運(yùn)算放大器U8構(gòu)成的放大器的增益與RM取值配合決定，可使輸出