dsp 、 cpld 在電流型pwm 整流器中的應(yīng)用new

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1、DSP、CPLD在電流型PWM整流器中的應(yīng)用馬韜，彭詠龍，石新春（華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，保定071003）摘要：提出了一種簡(jiǎn)單的雙閉環(huán)SPWM的直接電流控制上順向串聯(lián)一支二極管，有阻斷反向電流的作用，方法，詳細(xì)分析了該電路的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)該電路進(jìn)行了并提高功率開關(guān)管的耐反壓能力；直流側(cè)采用電感PSIM仿真，最后利用DSP和CPLD控制器實(shí)現(xiàn)了整流器的儲(chǔ)能[4]。全數(shù)字控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制策略的正確性和可行性。關(guān)鍵詞：DSP；CPLD；CSR；雙閉環(huán)0引言：從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上PWM整流器可分為電壓型和電流型兩大類。長期以來，電壓型PWM整流器(VoltageSourceR

2、ectifier——VSR)以其較低的損耗、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)及控制等優(yōu)點(diǎn)一直成為PWM整流器研究的重點(diǎn)，但隨著大功率變流技術(shù)的發(fā)展特別是電圖1主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)流型PWM整流器(CurrentSourceRectifier——CSR)由圖1可知CSR的一般數(shù)學(xué)模型為在超導(dǎo)儲(chǔ)能中的成功應(yīng)用以及其優(yōu)良的保護(hù)性能，?Ldik?e?v?Sdtkk[1]?使之成為這一領(lǐng)域當(dāng)前的探討熱點(diǎn)之一。?dvk數(shù)字信號(hào)處理器(DigitalSignalProcessor，DSP)?CSdt?ik?ikt(k=a,b,c)（1）?具有高性能的核心與功能強(qiáng)大的片上外設(shè)，文中?didc?Ld?vdc?iRdc使用的T

3、MS320LF2407芯片，其運(yùn)行速度達(dá)到?dt40MIPS(每秒百萬次指令)，具有強(qiáng)大的片上I/O引入三值邏輯開關(guān)函數(shù)σk，且定義和其它外設(shè)。它的事件管理器(EventManager)是?1上橋臂通?專門為控制設(shè)計(jì)的，具有4個(gè)可編程定時(shí)器，每?k??0橋臂全通或全斷(k?abc,,)（2）???1下橋臂通個(gè)定時(shí)器又具備多種中斷，非常有利于產(chǎn)生控制信號(hào)[2]。所以復(fù)雜可編程邏輯器件(ComplexProgrammableikt=σkidc(k=a,b,c)（3）LogicDevice，CPLD)具有極強(qiáng)的靈活性，在電子產(chǎn)vdc=vaσk+vbσb+vcσc(k=a,b,c)（4）

4、品設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。文中使用XC9500系列的將式（3）、（4）代入式（1）可得XC95108-15TQ100C芯片，具有先進(jìn)的在系統(tǒng)編程?dik及測(cè)試能力，增強(qiáng)的引腳鎖定結(jié)構(gòu)、JTAG支持、?LS?ek?vk?dt先進(jìn)的CMOS高速Flash工藝等特點(diǎn)[3]。?dv?CSk?ik??kdci（5）本文首先在分析CSR電路的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上提?dt?didc出了基于SPWM調(diào)制的直接電流控制策略，然后介?Ld??vkk??iRdc?dtkabc?,,紹了控制系統(tǒng)的硬件組成，最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了文中所提出控制策略的正確性和可行性。將三相靜止坐標(biāo)變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，取1電流型

5、PWM整流器的設(shè)計(jì)與分析???i??cos?tcos(?t?120)cos(??t?120)???i?電流型PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所qa??2??????示。交流側(cè)采用LC濾波器，除濾除網(wǎng)側(cè)諧波電流外，?id??3?sin?tsin(?t?120)sin(?t?120)??ib?（6）??0????111????ic??還有抑制交流側(cè)諧波電壓作用；功率開關(guān)IGBT支路?222?1可得兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)下的整流器數(shù)學(xué)模型如2.1采樣電路[5]下式所示。采樣電路主要由三部分組成，分別為交流信號(hào)調(diào)理電路、直流信號(hào)調(diào)理電路、同步信號(hào)和鎖相環(huán)?did?Ls?Ed?Vd?Ls?iq

6、電路。dt??diq2.2DSP程序流程?Ls?Eq?Vq?Ls?id?dtDSP的作用是產(chǎn)生2值邏輯信號(hào)(VT1、VT3、?dVd?Cs?id?idcd??CVs?q（7）VT5)和調(diào)制波的比較信號(hào)(Sac、Sba、Scb)，包括abc/dq?dt?dVq變換、dq/abc變換、PI調(diào)節(jié)等。DSP程序主要由?Cs?iq?idcq??Cs?Vd?dt初始化程序和主循環(huán)程序兩部分組成。初始化程?didc3序完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、中斷控制、配置引腳功能?Ld?(Vqq??Vd?d)?iRdc?dt2以及AD和PWM參數(shù)。主循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)AD轉(zhuǎn)從上式可以看出，d軸和q軸電流存在耦合，換、指令

7、電流運(yùn)算、直流側(cè)電流控制、PWM脈因此，文中引入PI調(diào)節(jié)器解耦輸入電流。沖輸出等功能。初始化和主循環(huán)的流程圖分別如本文采用基于SPWM調(diào)制的直接電流控制策圖4、5所示。略，控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。開始關(guān)中斷AD初始化設(shè)置DSP時(shí)鐘和配置IO口工作方式開中斷配置引腳功能圖2控制結(jié)構(gòu)框圖控制系統(tǒng)是一個(gè)雙閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。控制系統(tǒng)的外環(huán)是直流電流控制環(huán)，目的是保持直流電流的恒初始化結(jié)束定；內(nèi)環(huán)是網(wǎng)側(cè)電流控制環(huán)，目的是使網(wǎng)側(cè)電流跟蹤網(wǎng)側(cè)電壓。圖4初始化流程圖在網(wǎng)側(cè)a相電壓正向過零時(shí)，使控制系統(tǒng)