專利名稱：基于dsp的三電平spwm波形的產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成三電平SPWM波形的方法，尤其涉及一種基于 DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，主要應(yīng)用于USP中。
背景技術(shù)：
三電平中點(diǎn)箝位型逆變器是最常用的電路拓?fù)?，?qū)動(dòng)產(chǎn)生三相三電平 SPWM的波形的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的SPWM波形產(chǎn)生方法將三角載波與正弦波經(jīng) 過比較器之后，得到一系列占空比可調(diào)的PWM。
隨著數(shù)字信號(hào)處理器件的不斷發(fā)展，TI公司專門針對(duì)電機(jī)控制的C2000 系列DSP芯片的出現(xiàn)，芯片內(nèi)部集成的EVA， EVB組件使得軟件編寫PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)很容易，那么驅(qū)動(dòng)波形的側(cè)重點(diǎn)就轉(zhuǎn)移到占空比可調(diào)的PWM技術(shù) 實(shí)現(xiàn)算法上。
現(xiàn)有技術(shù)一
利用DSP的事件管理器模塊的3個(gè)全比較單元，通過定時(shí)器，死區(qū)發(fā)生 單元及輸出邏輯，采用算法來(lái)生成三相12路三電平SPWM波形。不規(guī)則對(duì) 稱采樣法算法主要流程圖如圖l所示。算法思路與實(shí)現(xiàn)如下 A:SPWM信號(hào)產(chǎn)生的原理，以A相為例
根據(jù)流程圖，在計(jì)數(shù)下溢中斷程序內(nèi)，計(jì)算第N個(gè)載波周期內(nèi)的開關(guān)時(shí) 間(不規(guī)則對(duì)稱采樣法在每個(gè)載波周期內(nèi)，對(duì)三角形的波峰和波谷各采 樣一次，對(duì)取得的兩次Ton的值求平均就是占空比表達(dá)式)，并將其裝入比 較寄存器CMPRX中。其中Ts表示采樣周期，通常程序里的開關(guān)周期與采樣 周期相等，Vo= (Am/Ac) Tc/2;在這里Am表示正弦的幅值，Ac表示三角
3載波的幅值。
A相占空比表達(dá)式(《/4.)H/2"(sin《+sin《)。 現(xiàn)有技術(shù)二
方法思路同上基本一樣，但在實(shí)現(xiàn)SPWM方法歩驟上不同，算法思路 現(xiàn)以載波頻率20K，正弦波頻率50HZ為準(zhǔn)，其實(shí)現(xiàn)流程制作一周期400個(gè) 點(diǎn)的正弦表格，將這些值存儲(chǔ)在一數(shù)組中，直接?xùn)吮砼袛嗝總€(gè)取樣點(diǎn)值的 大小，并作出相應(yīng)的處理，A相波形出來(lái)之后，在此基礎(chǔ)上修改査表的指針
的初時(shí)位置，得到三相三電平SPWM，現(xiàn)以產(chǎn)生A相主要流程圖---如圖
2所示。
現(xiàn)有技術(shù)在算占空比子程序上很繁瑣，尤其是在每個(gè)過零點(diǎn)都要討論， A， B， C三相的分隔點(diǎn)也要討論。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是合理的利用DSP的溢出資源，比較合理、 簡(jiǎn)單地產(chǎn)生可靠的三電平SPWM信號(hào)，不需要額外地對(duì)產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行多方 面的分析；提供一種只需要合理利用溢出中斷就能夠解決產(chǎn)生占空比可變 的SPWM信號(hào)，而且產(chǎn)生波形的效果和現(xiàn)有的一樣；這樣，可在DSP中能 夠節(jié)省大量的存儲(chǔ)空間。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于DSP的三相三電平SPWM 波形的生產(chǎn)方法，采用如下技術(shù)方案
基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，其包含以下步驟
1) 建立依次交互通信連接的輸入模塊、運(yùn)算模塊和輸出模塊，以及與 所述運(yùn)算模塊交互通信連接的存儲(chǔ)模塊；
2) 通過運(yùn)算模塊按如下程序進(jìn)行
4i )記取數(shù)值N;
ii)同時(shí)分別查表計(jì)算bl=t*m*a [N]和b2 = t* { l+m*a [N]}, 其中N〈200時(shí)a [N] =a [n],當(dāng)N^200時(shí)a [N] =—a [n—200];并 將其值分別存儲(chǔ)到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序計(jì)算并將al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；將一al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具體應(yīng)用于模塊化UPS中。
根據(jù)DSP的溢出規(guī)律當(dāng)輸出值大于計(jì)數(shù)器最大值時(shí)會(huì)以計(jì)數(shù)器最大 值輸出，當(dāng)輸出值小于零時(shí)，輸出為零；可以充分利用這一點(diǎn)，在此可以 不用去分情況考慮在三電平SPWM波中前后的關(guān)系。
具體實(shí)施方式
軟件部分占空比計(jì)算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以產(chǎn)生50HZ正弦為例
從考慮所占資源，計(jì)算速度來(lái)看，制作半周期正弦表格，在占空比計(jì) 算子程序中，先確定A相的CMPR所要求賦給的值，考慮到正弦信號(hào)的對(duì) 稱性，在一周期360度中，在0-180度的時(shí)候查取正弦表格的值，然后對(duì)査 出的值做處理，180到360度時(shí)給予CMPR —個(gè)固定的占空比的值以實(shí)現(xiàn)A 相的SPWM信號(hào)的產(chǎn)生，在此基礎(chǔ)上，將A相查表指針后移2/3和4/3分 別得到B， C兩相。
A相產(chǎn)生主要流程圖如下
在上述流程圖中N<200時(shí)a[N]=a[n];當(dāng)N^200時(shí)a[N]=-a[n-200];
在EV中計(jì)數(shù)最大值為t，充分利用DSP的溢出，當(dāng)N〈200時(shí)，bl的 值為正，且小于t，當(dāng)N^200時(shí)，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當(dāng)N^200 時(shí)輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規(guī)律變化的PWM。同理，當(dāng)N<200時(shí)，b2^t，因記數(shù)最大值為t，溢出，此時(shí)CMPR2 的值為t，當(dāng)N〈200時(shí)，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規(guī)律變化的PWM。
在上述流程圖中N<200時(shí)a[N]=a[n];當(dāng)N^200時(shí)a[N]二a[n-200];
在EV中計(jì)數(shù)最大值為t，充分利用DSP的溢出，當(dāng)N<200時(shí)，bl的 值為正，且小于t，當(dāng)NS200時(shí)，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當(dāng)N^200 時(shí)輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規(guī)律變化的PWM。
同理，當(dāng)N<200時(shí)，b2^t，因記數(shù)最大值為t，溢出，此時(shí)CMPR2 的值為t，當(dāng)N〈200時(shí)，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規(guī)律變化的PWM。
本發(fā)明技術(shù)方案帶來(lái)如下有益效果
充分利用了DSP的下溢這個(gè)概念，使程序編譯起來(lái)簡(jiǎn)單，節(jié)省了DSP 處理的大量時(shí)間和內(nèi)部資源。由于優(yōu)化了算法，可以使程序員有大量的時(shí) 間用在控制算法上。
對(duì)于用模擬電路產(chǎn)生SPWM來(lái)說(shuō)，此種方法能夠節(jié)約成本，而且便于 控制。對(duì)于已有的其他數(shù)字方法產(chǎn)生的SPWM來(lái)說(shuō)，此種方法節(jié)約大量 DSP內(nèi)部資源。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)一工作原理程序流程圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)二工作原理程序流程圖； 圖3是A相三電平SPWM信號(hào)圖4是圖3三相濾波之后的波形圖5是本發(fā)明中斷程序流程圖；圖6是本發(fā)明工作原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照附圖5和圖6，基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，其包 含以下步驟
1) 建立依次交互通信連接的輸入模塊、運(yùn)算模塊和輸出模塊，以及與 所述運(yùn)算模塊交互通信連接的存儲(chǔ)模塊；
2) 通過運(yùn)算模塊按如下程序進(jìn)行 i )記取數(shù)值N;
ii)同時(shí)分別查表計(jì)算bl=t*m*a [N]和b2二" {l+m*a [N]}, 其中N〈200時(shí)a [N] 二a [n],當(dāng)N^200時(shí)a [N] =—a [n—200];并 將其值分別存儲(chǔ)到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序計(jì)算并將al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；將一al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具體應(yīng)用于模塊化UPS中。
根據(jù)DSP的溢出規(guī)律當(dāng)輸出值大于計(jì)數(shù)器最大值時(shí)會(huì)以計(jì)數(shù)器最大 值輸出，當(dāng)輸出值小于零時(shí)，輸出為零；可以充分利用這一點(diǎn)，在此可以 不用去分情況考慮在三電平SPWM波中前后的關(guān)系。
具體實(shí)施方式
軟件部分占空比計(jì)算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以產(chǎn)生50HZ正弦為例
從考慮所占資源，計(jì)算速度來(lái)看，制作半周期正弦表格，在占空比計(jì) 算子程序中，先確定A相的CMPR所要求賦給的值，考慮到正弦信號(hào)的對(duì) 稱性，在一周期360度中，在0-180度的時(shí)候查取正弦表格的值，然后對(duì)查出的值做處理，180到360度時(shí)給予CMPR —個(gè)固定的占空比的值以實(shí)現(xiàn)A 相的SPWM信號(hào)的產(chǎn)生，在此基礎(chǔ)上，將A相查表指針后移2/3和4/3分 別得到B， C兩相。
A相產(chǎn)生主要流程圖如下
在上述流程圖中N<200時(shí)a[N]=a[n];當(dāng)N^200時(shí)a[N]=-a[n-200];
在EV中計(jì)數(shù)最大值為t，充分利用DSP的溢出，當(dāng)N〈200時(shí)，bl的 值為正，且小于t，當(dāng)N^200時(shí)，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當(dāng)N2200 時(shí)輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規(guī)律變化的PWM。
同理，當(dāng)N<200時(shí)，b2^t，因記數(shù)最大值為t，溢出，此時(shí)CMPR2 的值為t，當(dāng)N〈200時(shí)，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規(guī)律變化的PWM。產(chǎn)生波形見附圖3。
在上述流程圖中N<200時(shí)a[N]=a[n];當(dāng)N^200時(shí)a[N]=-a[n-200];
在EV中計(jì)數(shù)最大值為t，充分利用DSP的溢出，當(dāng)N〈200時(shí)，M的 值為正，且小于t，當(dāng)N&200時(shí)，t<0，但DSP中輸出全為高電平，故當(dāng)N2200 時(shí)輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規(guī)律變化的PWM。
同理，當(dāng)N<200時(shí)，b2^t，因記數(shù)最大值為t，溢出，此時(shí)CMPR2 的值為t，當(dāng)N〈200時(shí)，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規(guī)律變化的PWM。產(chǎn)生波形見附圖3。
附圖3所示三電平SPWM信號(hào)濾波之后產(chǎn)生附圖4所示波形信號(hào)圖。
權(quán)利要求
1、一種基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，其包含以下步驟1)建立依次交互通信連接的輸入模塊、運(yùn)算模塊和輸出模塊，以及與所述運(yùn)算模塊交互通信連接的存儲(chǔ)模塊；2)通過運(yùn)算模塊按如下程序進(jìn)行i)記取數(shù)值N；ii)同時(shí)分別查表計(jì)算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N<200時(shí)a[N]＝a[n]，當(dāng)N≥200時(shí)a[N]＝—a[n—200]；并將其值分別存儲(chǔ)到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序計(jì)算并將a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；將—a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法， 其具體應(yīng)用于模塊化UPS中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成三電平SPWM波形的方法，尤其涉及一種基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，主要應(yīng)用于USP中。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案基于DSP的三電平SPWM波形的生產(chǎn)方法，其包含以下步驟1)建立依次交互通信連接的輸入模塊、運(yùn)算模塊和輸出模塊，以及與所述運(yùn)算模塊交互通信連接的存儲(chǔ)模塊；2)通過運(yùn)算模塊按如下程序進(jìn)行i)記取數(shù)值N；ii)同時(shí)分別查表計(jì)算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N＜200時(shí)a[N]＝a[n]，當(dāng)N≥200時(shí)a[N]＝-a[n-200]；并將其值分別存儲(chǔ)到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序計(jì)算并將a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；將-a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
文檔編號(hào)H02M7/42GK101478254SQ20091010489
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者芬 謝 申請(qǐng)人:廣東易事特電源股份有限公司