一種基于TMS320LF2407的并網(wǎng)逆變器控制策略

當(dāng)β從β1增大到β2時(shí)，其它條件不變，功率會(huì)隨之增大，其變化關(guān)系可以由式（1）確定。因此，我們可以通過外圍電路設(shè)定β值，從而達(dá)到功率調(diào)節(jié)。

1.3 控制單元框圖

如圖3所示，控制單元上主要是通過外圍檢測電路和相應(yīng)的軟件算法來實(shí)現(xiàn)的。軟件的實(shí)現(xiàn)在后文中闡述。其中DC/DC的控制與保護(hù)部分可以與逆變部分分開，但由于DSP的資源比較豐富，可以利用同一塊DSP來處理。

圖3 控制單元框圖

由于主電路與電網(wǎng)沒有隔離，則控制單元須全部與主電路隔離。電網(wǎng)電壓的檢測可通過工頻采樣變壓器實(shí)現(xiàn)，但直流電壓的檢測相對(duì)要困難。這里采用線性光耦來達(dá)到采樣和隔離的目的，這就要求線性光耦的線性度非常高。采樣電路如圖4所示。

圖4 直流母線電壓采樣電路

本電路采用TIL300線性光耦，經(jīng)采樣隔離后的值送至DSP的AD轉(zhuǎn)換通道。由圖4所示電路可知，AD采樣值Vo=k3(R6/R4)VBUS，其中k3是光耦的電流傳輸系數(shù)。

電網(wǎng)過零檢測主要是利用DSP的CAP捕捉單元來實(shí)現(xiàn)鎖相。以檢測到的過零時(shí)刻作為基準(zhǔn)，控制脈沖超前此基準(zhǔn)時(shí)刻β角度。過流及電網(wǎng)過大波動(dòng)的保護(hù)是由電流間接控制，為電流開環(huán)控制，因此，應(yīng)根據(jù)所需的功率大小以及器件的額定值設(shè)好保護(hù)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生過流時(shí)，通過保護(hù)電路封鎖逆變控制脈沖，并斷開主電路，使逆變器脫離電網(wǎng)。當(dāng)檢測到的電網(wǎng)電壓超出波動(dòng)范圍時(shí)，也使逆變器停止工作，并給出相應(yīng)的故障指示信號(hào)。

2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

逆變器的控制方式是在文獻(xiàn)[2]中的倍頻式SPWM基礎(chǔ)上，結(jié)合DSP的PWM輸出特性產(chǎn)生的,如圖5所示。實(shí)際中，三角波的頻率與工頻的比值為240，為簡單起見，圖5中的比值為12。

圖5 開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)波形和逆變器輸出波形

波形生成過程如下：DSP的通用定時(shí)器1采用連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式，而且在定時(shí)器下溢中斷后立即裝載比較寄存器CMPR1和CMPR2的值，CMPR1決定ug1和ug4，CMPR2決定ug3和ug2。在DSP的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)有一90°的正弦表，對(duì)應(yīng)360個(gè)點(diǎn)，此表作相應(yīng)調(diào)整可以產(chǎn)生90°～360°的正弦值，而裝載值是在每個(gè)三角波中心時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的正弦值。

在一個(gè)工頻周期，定時(shí)器1產(chǎn)生240次下溢中斷，設(shè)第M次中斷時(shí)裝載的值對(duì)應(yīng)正弦表中第K個(gè)值，在4個(gè)不同的象限時(shí)，M和K的關(guān)系如下：

K=（5）