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TMS320型DSP 芯片若何实现SPWM算法?常用的MPPT实现方法又有哪些_正弦_波形

南宫静远 2024-11-13 14:49:36 0

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SPWM 正弦脉宽调制可分为双极性(一阶)调制办法(SPWM 波有正负 2个电平)、单极性(三阶)调制办法(SPWM 波有正、负、零 3 个电平)和单极性倍频调制办法(SPWM 波有正、负、零 3个电瓶,SPWM 波的脉冲数是单极性调制办法的两倍。

本文中采取了全桥式电压型逆变器,这种逆变器由 SPWM 正弦脉宽调制产生的开关旗子暗记去掌握功率开关器件的开通和断开。

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SPWM 开关点的打算从事理上讲,该当根据正弦参考掌握波与三角波进行比较后的交点确定,确定交点的方法有硬件法和软件法。
全桥式电压型 SPWM 逆变器电路拓扑构造图如下图所示。
下图中V1-V6 的通断由正弦脉宽调制产生的旗子暗记来掌握。

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(图片来自网络侵删)

SPWM方法的分类如下图所示。

自然采样法是一种很好的脉宽调制方法。
但是,自然采样法也有它的局限性,自然采样法适用于用仿照电路来实现。

随着微电子技能的快速发展,基于微处理器串行程序流的 SPWM 实现方法已成为主流,数字式自然采样法应运而生。

本文中所要实现的 SPWM 波形是采取数字式自然采样法所产生的。

自然采样法

自然采样法既是将基准正弦波与一个三角载波交叉在一起,根据两者的交点决定出道变器开关模式的方法。

T1 为三角波的周期, 为三角波的幅值,正弦波为 Ucsinot, Ts称为采样周期,Ts=T1/2,t1及t2为正弦波与三角波两个相邻交点的时候。

M=Uc/Ur, 为正弦波幅值对三角波幅值之比,0<M<l,M 的值越大,则输出电压也越高;w为正弦波角频率,w改变,则 PWM 脉冲列基波频率也随之改变。

式(3-5)中tl及t2不但与载波比N=T/T1(T为正弦波的周期)有关,而且是幅度调制比M的函数。

数字化自然采样法

SPWM数字化自然采样法是用数字电路代替仿照电路来实现SPWM自然采样法的方法,也便是利用数字比较器实时比较数字化正弦调制波与数字化三角载波的幅值,两者的幅值都是数字式的,直不雅观并且精确,由此得出SPWM的输出波形。

一样平常来说,数字化正弦调制波有两种天生办法,或者对一个仿照化的正弦调制旗子暗记经模数转换得到,或者在微处理器中根据正弦调制旗子暗记的特色参数实时天生。

前者的实时性和精度较后者为好,且特殊适宜于调制旗子暗记为随机频谱的情形下;后者每每采取查表法来实现。

SPWM波形的实现

DSP芯片的外部事宜管理模块具有波形发生器, CPU占用资源少,可以产生SPWM波,这种波形带有可编程去世区和输出极性。

该电路紧张由通用定时器、非对称/对称波形发生器、可编程的去世区发生单元、输出逻辑掌握单元、不对称/对称波形发生单元以及空间矢量法PWM产生单元等功能单元组成。

事宜管理器中的PWM发生模块可以发出特定的SPWM波。
通过设置比较单元,可以确定相应的PWM的输出形式。

对PWM单元设置的方法是: 对PWM模块的 (CMPR)、比较掌握寄存器(COMCON)及动作掌握寄存器(ACTR)进行设置:正弦旗子暗记每个时候的幅值放在比较寄存器CMPR中,通过CMPR中的值不断与TCNT的值进行比较匹配,发出SPWM波。

通过比拟较单元的设置,可以确定相应的PWM的输出形式。
比较单元的功能构造如下图所示。

在SPWM波发出过程中时,比较寄存器的值会自动变革,别的参数设定好了就不须要再变动。

由于市电频率变革不大,而载波频率变革很大,因此采取查表法更新比较寄存器的值。

设定计数模式为连续增/减计数模式来仿照一系列连续的三角波,这种方法可以通过在通用定时器的掌握寄存器中设置状态位实现,如下图所示。

采取查表法时,须要有一个与适宜该频率相应的正弦函数表格,其正弦函数表的制作方法如下表述:

选取频率精度为0.2Hz,在47-52.5Hz的频率范围内需做14个正弦函数表。

由于选取的载波频率(三角波频率)为20k Hz,对付不同频率的正弦波,每个正弦波在一个周期内与三角波相交点的个数也不一样,即每个正弦表的表长也不同。

表长N=ft/fs,个中,n为正弦函数值的个数,ft为载波频率,fs为正弦波频率。

正弦函数的每一个值的打算公式为sin(2n Pift/fs),n=0,1,……,N。

在发生SPWM波时还要把稳去世区的问题。
由于当我们用SPWM波去驱动IGBT全桥电路时,为了防止上、下桥臂同时导通,要在每半个周期的波形零点处加一段去世区,去世区宽度的选择与IGBT电路的开关韶光有关。

去世区宽度是通过延时程序来实现的。
查表法产生SPWM波的程序流程图,如下图所示。

TI公司的DSP芯片的性能,TMS320系列掌握器将实时处理能力和掌握器外设功能集于一身,为掌握系统供应了一个空想的办理方案。

如何在相同日照和温度的客不雅观条件下输出尽可能多的电能,进而提出了太阳电池阵列的最大功率点跟踪(MPPT)问题。

由于太阳能光电运用的日益遍及,使人们越来越重视对太阳能运用的研究和发展,但是太阳电池的高度非线性和价格相对昂贵制约着太阳能运用的遍及。

常用的MPPT实现方法:定电压跟踪法、电导增量法、及扰动不雅观察法进行了详细剖析,并加以拓展学习了几种改进方案:滞环比较法、最优梯度法和模糊逻辑掌握法。

这些MPPT实现方法各有自己的优缺陷,探求一个取长补短的最佳方案须要进行大量细致的实验事情和数据剖析。

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