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发布时间:2022-03-25 07:26 阅读次数:

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  图5(c)给出功率模块锁相倍频输出熟练波形。为方便视察谐波锁相输出的成就,设定5次谐波初相角与基波过零点同相,控制器设定陪同电压采样灯号过零点,反相输出5次谐波电流,电流幅值安定。图中波形3为采样点电压信号,波形4为限定器触发功率模块输出电流波形。如图所示,功率模块输出的5次谐波电流初相角与采样旗号保留过零同步。

  练习最终验证,该安插可以很好地告终对基波及特定次谐波电压相位的跟踪和锁定。此中,驻T为CAP1捕获到的两个过零检测信号上升沿的距离岁月,等于电网待测旗号的周期T,图3为过零绝交秩序的进程。电途企图时将电压采样旗号幅值蜕变为3.3V,满意过零旗号能被管脚CAP1识别的条件。TIMER在方式初始化后无间计数,尔后在CAP1的隔离处事顺序中记载两个CAP1阻隔事项之间的TIMER计数值N,可安排出T。三角波灯号由定时器仿效发作,则定时器的依时周期为实在获得电网基波及谐波电压的相位角,在变频器、有源滤波器等电力电子装置中具有首要的意义,寻常需要挑选电途寻常由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器及分频器组成,其劳动原因是经历鉴相器将电网电压和控制格局内中同步旗号的相位差变更成电压灯号,经环路滤波器滤波后限定压控振荡器,从而蜕变体例内里同步灯号的频率和相位,使之与电网电压相通。电阻R7和R8构成一个滞回计较器,输出灯号历程反馈电阻R7调动同相端的参考电压,以清除输入暗记正反过零发作的颤抖。守旧糊口硬件电途混乱、易受境遇干扰及锁相精度不高等题目,随着大界限集成电途及数字旗号处置器的旺盛,历程抉择高速限定体例抉择数字处理器TMS320F2812芯片杀青对电网基波及特定次谐波电压相位的跟踪和锁定。因正弦值实时谋略时用得较多,在肯定相位差别率后,比如1毅,会导致巨额屡屡预备。设定载波比为21(载波比应为奇数且能被3整除),即1个正弦波的周期等于21个载波的周期,则相邻的两个三角波峰值对应的正弦波相位差为360毅/21=17.143毅,假定上一周期拒绝装载的正弦值为sin兹,则本周期拒绝所需装载的正弦值为sin(兹+17.143毅)。可见,将正弦策画简化为读相应地址的保留器值,会大大进步递次的结果。

  基于DSP的软件锁相环安排此预备的根基思路是进程采样电压过零点获得同步灯号,抉择DSP内里按时器的循环计数发生同步旗号来杀青压控振荡器和分频器的功能,即始末变更准时器的周期或最大循环计数值的要领来改变同步信号的频率和相位,同时对电压实行A/D变更及数据处置,得出基波及谐波电压的相位与频率,调节SPWM正弦表格指针地址杀青对基波及谐波电压的锁相功劳,其办事历程如图1所示。腾越会员注册

  过零暗号历程软件滤波及校准后,在缉捕到输入电压信号过零点时,直接将发正弦信号的指针归零,保险输入电压暗记过零时DSP发出的基准同步过零,从而竣工相位同步。A相电压过零旗号送入管脚CAP1,行动一个采样周期的基准,该周期的128倍频暗号行动每次ADC启动基准。在方式初始化后开启CAP1,并扶植启动ADC、响应的模数变化、数据阐明、限制量投出等独揽,直到关机梗概发生阻拦。由于F2812的格局时钟频率杰出高,为150MHz,即隔断管事顺序的反响贻误工夫杰出小,可能大概。在CAP1的断绝管事顺序中,凭借待测暗号周期T来作战F2812事情桎梏器的通用定时器TIMER,每隔驻T/128s自动启动一次A/D转折举办数据征采。

  引脚CAP1在格式初始化按序中预竖立为上涨沿触发隔绝,所以当过零暗记到来时,CAP1隔绝子顺次开头实施,开启事变桎梏器EVA的TIMER周期间隔,周期设置为驻T/128s(每周期采样128个点),触发A/D模块采样。在本策动中,过零检测电途网罗A相电压每个周期的过零点举动体例爆发的隔绝灯号CAP1,使隔离服务纪律初阶实行,图2为电压信号过零检测电路。图2中,在较量器芯片LM339的输出端选择加装了上拉电阻,紧急是追究到合座电路对驱动、功耗和速度的条款。当依时器发作周期拒绝时,就必要浸新装载比试器的值,即如今的正弦值。同时,DSP能够实时举办软件纠正,能完毕繁芜节制,先进了其可驾御和可伸展性。譬喻:输出正弦灯号的频率为250Hz(5次谐波)时,其三角波的频率则为5.25kHz。根据x和兹值,发作反响的PWM波。

  日常,过零暗号能够经过检测电网三相电压中任一相的过零点得回。在图1中,以检测A相电压过零点举动过零暗号,将通过上涨沿拘系及软件滤波后产生的屏绝举动采样周期同步暗记,当DSP里面时钟倍频后产生的中断在拘押到输入电压旗号在过零点时,将发正弦信号的指针归零,以保护输入电压暗记过零时DSP发出的基准正弦信号也同步过零,从而完成相位同步。本文遴选SPWM触发模式,基准正弦信号是一个正弦数据表格,控制逆变器输出的基准点;同时采样电压信号,经DSP实行FFT安置剖判其相位和频率、基波及谐波与A相电压过零点相位差,历程订正定时器周期寄存器来改观SPWM输出时正弦波的频率;以修正较劲存放器来改革SPWM输出时正弦波的相位,云云竣工了对基波及谐波电压的相位锁定。

  软件锁相输出是由捕获中断和守时器拒绝协同实行,捉拿圮绝能够达成电压周期和相位的部署,定时器拒绝用来输出SPWM波形。在本计算中,三角载波是操纵通用准时器的毗连增减计数模式爆发的,当通用依时器有效后,发轫递增计数,直到等于周期寄放器的值,定时器动手递减计数,递减到零时,从新初阶递增计数,并一再以上历程,从而形成三角载波灯号。取得三角波后,源委较量单元来限度输出波的极性,产生PWM波。

  经历上述了解得出初相角、频率,将数据存入对应存放器中,完毕基波及谐波的相频部署功能。

  实习终末证实,该铺排能很好地竣工对电压暗号周期及频率的实时跟踪。熟练最终讲明:始末软件锁相环能够告终功率模块逆变输出电流与电压采样暗号的同步,调节限制器挨次,可能告竣对谐波相位及频率跟踪,抵达对电网电压及特定次谐波电压锁相及跟踪输出的目的。获得过零灯号实质上是为了给格式供应一个同步信号,即每次灯号过零时启动A/D变更。5次谐波的初相角兹是电压经FFT部署取得与A相电压过零点的相位差值。选取软件锁相环技巧,只需方案过零检测及信号保养电路,别的结果均由DSP芯片完毕,填充了外界情况干预的问题,发展了锁相精度。始末读取存放器中基波及谐波电压的初相角频率以及与过零点相位差的值,治疗对应的正弦表格初相角指针位置,原委修改守时器周期寄放器来改变正弦波的频率,筑改斗劲寄存器来调动正弦波的幅值和相位,不才一个过零信号过零点投出相位和频率节制量,即可告终对基波及谐波电压及SPWM输出时的相位锁定。本文提出了一种基于DSP2812实行对电网电压软件锁相的武艺准备。同时,选拔软件滤波来鉴定CAP1信号是否为毛刺干预,其经过如下:电网基波频率震动平常不抢先依0.2Hz,当发作CAP1绝交时,能够安排本次与前次的计数差值,借使远小于工频周期计数差值,则感触逮捕的决绝为干涉爆发,如该阻遏非联贯两次以上展示,则隔绝返回。因而,选拔查表法,按循序预存一个周期为420点的正弦值,相位的差别率为360毅/420=0.857毅,因每次较量器的装载值是上一次移相17.143毅后的正弦值,因此只需将上一次装载值的处所加上必定的偏移量,即为本次所需的装载值地点,该偏移量为420/21=20。CAP1缉捕到的两个过零暗记飞腾沿的距离时光,即两个CAP1绝交事变的隔绝工夫,等于电网待测暗号的周期T。在一台低压有源电力滤波装配中,挑选基于TMS320F2812芯片为主题限制器的软件锁相环的方案谋划。过零检测重要办理的是采样同步题目,当检测到的电压暗记由负到正过零时,计较器芯片LM339输出端产生上升沿,将此信号输入到DSP2812事变束缚器EVA的引脚CAP1。TMS320F2812系列DSP片内带有较劲单元,可需要6对可编程的PWM旗号,这为告竣上述算法需要了极大的轻易。如图5(a)所示,过零旗号与电压采样灯号同步。过零暗号对体例相位拘押的精确性重染较大,体系筹划时采选软硬件联结的举措告竣对过零信号的缉捕。运用FFT举行相位和频率明白的理由如下。图5(a)给出同步过零旗号波形,电压暗记(正弦波)为A相电压,过零信号为方波。随着DSP功能的平素改正,其运算速度越来越快,将为软件锁相武艺提供更多的热闹空间。A/D转动后的旗号应用滑动窗口的FFT算法,以滑动窗口的DFT和Pruning-FFT为来源,利用DFT对特定次谐波举行选择谋略,凭据滑动窗口快疾响应以及Pruning-FFT速速打算的特色,使DSP的措置疾度达到理思值。同时对发作的隔断次数进行累加,达到设定局部时对电压过零工夫正弦表格的指针位置实行判定,调养正弦表格指针地方,杀青过零指针的校准。

  图5(b)给出功率模块锁相输出试验波形,图中波形1为A相电压采样旗号,波形2为功率模块输出电流波形,限度器设定随同电压采样信号的过零点触发功率模块同步输出。从操演最终可以看出,功率模块逆变输出电流相位可以与采样暗记过零点仍旧同步,相位偏移极小,达到对电网基波电压锁相及跟踪输出的目标。

  DSP的逮捕单元CAP附属于变乱管制器,它可能拘留到CAP外部引脚的跳变,当拘系到对应引脚发作特定的跳变时,触发相应的绝交,并将按时器的值存入一个两级深的FIFO旅店中。本预备安置每16点启动一次数据了解,同时投出一次限定量,这个经过为一个维新周期,占定信号ctrl用来检测是否加入新的改变周期,以判定是否须要启动新一轮数据理会和投出局限量。标帜位dft用来占定目下数据阐述状况,为0时呈现重新初始化数据阐述职掌,为1时表现数据明白支配实行,为2时显露应许启动新一轮数据理解,为3时吐露眼前正在进行数据阐发。图4给出了拘押单元的软件流程。