一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法及其驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，包括以下步驟，采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述電網(wǎng)電壓同向的正弦信號(hào)；根據(jù)所述正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形；計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差；根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同步；根據(jù)所述PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上的上下晶閘管的工作。本方案實(shí)現(xiàn)了PWM控制波的實(shí)現(xiàn)高精度發(fā)波，對(duì)所述晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間控制更加精確，有效提高了晶閘管整流器的工作精度和工作穩(wěn)定性。
【專利說明】一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法及其驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子電路控制領(lǐng)域，特別涉及一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法 及其驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中，晶閘管整流器廣泛應(yīng)用于交流調(diào)速軟啟動(dòng)系統(tǒng)，尤其是大功率應(yīng) 用場(chǎng)合中，其性能直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行指標(biāo)。而驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路是三相晶閘管電路的核 心控制部分，傳統(tǒng)的晶閘管整流或逆變系統(tǒng)采用的模擬脈沖觸發(fā)器使用多個(gè)的模擬器件， 器件參數(shù)較為分散，不僅調(diào)試和使用不便，而且產(chǎn)生的脈沖對(duì)稱性差，同時(shí)模擬信號(hào)直接控 制芯片的管腳，因此不能使用中斷工作方式，因?yàn)橹袛鄷?huì)打斷模擬發(fā)波程序?qū)е掳l(fā)波失效， 限制了控制芯片的資源不能得到有效利用。因此，現(xiàn)有的晶閘管整流器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)開始轉(zhuǎn) 向PWM控制信號(hào)，通過一個(gè)同步信號(hào)，利用DSP芯片產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)能夠直接跟隨電網(wǎng) 電壓的相位，產(chǎn)生精確的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)晶閘管的工作。
[0003] 在實(shí)際的PWM驅(qū)動(dòng)電路工作的過程中，DSP判斷參考波形的過零點(diǎn)產(chǎn)生中斷的時(shí) 間會(huì)滯后于參考波形的實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間，因此實(shí)際中斷發(fā)波時(shí)間與交流正弦波電壓的過零 點(diǎn)時(shí)間存在延時(shí)誤差，雖然該延時(shí)誤差很小，但還是會(huì)影響整個(gè)電路系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中PWM波形與參考正弦波的不能同步，實(shí)際中斷發(fā)波時(shí) 間與交流正弦波電壓的過零點(diǎn)時(shí)間存在延時(shí)誤差的技術(shù)問題，提供一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng) 波形的產(chǎn)生方法，實(shí)現(xiàn)PWM波形的高精度發(fā)波。
[0005] ^發(fā)明的實(shí)施例提供一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，包括以下步驟，
[0006] 采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述電網(wǎng)電壓同向的 正弦信號(hào)；
[0007]根據(jù)所述正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形；
[0008]計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差；
[0009]根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同步；
[0010]根據(jù)所述PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上的上下晶 閘管的工作。
[0011]進(jìn)一步地，所述采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述 電網(wǎng)電壓同向的正弦信號(hào)的步驟具體包括：
[0012]采集線電壓Uab，利用鎖相環(huán)跟隨線電壓Uab，鎖相環(huán)輸出與所述線電壓同向的正 弦信號(hào)sin Θ。
[0013]進(jìn)一步地，根據(jù)所述正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形的步驟具 體包，：根據(jù)所述正弦信號(hào)sin Θ，得到晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂A的參考波形U，a = sin ( Θ -60), 晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂B的參考波形u，b = sin(0-l8〇)，晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂C的參考波形U， sin(θ-300)o
[0014] 進(jìn)一步地，計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差的 步驟具體包括：
[0015]計(jì)算發(fā)現(xiàn)參考波形過零時(shí)刻與真實(shí)參考波形過零時(shí)刻的相位差Λ Θ ;
[0016] 根據(jù)所述參考波形的周期DPTR計(jì)算Δ Θ所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差ΔΤν = Μχ ￡^77?。 2π
[0017] 進(jìn)一步地，根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同 步的步驟具體包括：
[0018] 計(jì)算所述參考波形真實(shí)過零點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的PWM計(jì)數(shù)器值NzeroNzero = Δ N+Nr，其中 Nr是中斷產(chǎn)生時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻之間的計(jì)數(shù)值；
[0019] 根據(jù)Nzero調(diào)整所述PWM計(jì)數(shù)器使輸出的PWM控制波與所述參考波形相位同步。 [0020]進(jìn)一步地，根據(jù)所述PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上 的上下晶閘管的工作的步驟具體包括：
[0021]當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)A值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂 上其中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振幅時(shí)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0022]當(dāng)PWM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)B值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂 上另一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0023] 其中，所述PWM控制波的最大振幅等于A值與B值之和，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差 180。。
[0024] 進(jìn)一步地，所述PWM控制波為三角波。
[0025]本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)電路，所述晶閘管整流器包括晶閘 管驅(qū)動(dòng)橋臂，所述驅(qū)動(dòng)電路包括，
[0026] 交流信號(hào)采集模塊，用于采集電網(wǎng)電壓；
[0027]同步信號(hào)采集模塊，用于采集根據(jù)電網(wǎng)電壓得到的對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的同步參 考波形；
[0028] DSP模塊，用于根據(jù)所述同步參考波形的周期時(shí)間、過零點(diǎn)時(shí)間及PWM中斷時(shí)間調(diào) 整其內(nèi)設(shè)的PWM計(jì)數(shù)器，使輸出的PWM控制波與所述參考波形同步；
[0029] CPLD模塊，用于根據(jù)所述PWM控制波產(chǎn)生雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶間管驅(qū)動(dòng)橋 臂上的上下晶閘管工作。
[0030] 進(jìn)一步地，所述DSP模塊內(nèi)部還設(shè)有第一計(jì)數(shù)器，
[0031]所述第一計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)所述同步參考波形的周期時(shí)間、發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)時(shí)刻及PWM 中斷時(shí)刻計(jì)算所述同步參考波形的實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)刻，并根據(jù)所述同步參考波形的實(shí)際過零 點(diǎn)時(shí)刻調(diào)整PWM計(jì)數(shù)器。
[0032] 進(jìn)一步地，所述CPLD模塊包括第一寄存器和第二寄存器；
[0033] 第一寄存器具有預(yù)設(shè)值A(chǔ)，當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值A(chǔ)相 等時(shí)，控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上其中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振幅 時(shí)，控制該驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0034] 第二寄存器具有預(yù)設(shè)值B，當(dāng)PWM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值B相 等時(shí)，控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上另一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制對(duì)應(yīng) 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0035] 其中，所述預(yù)設(shè)值A(chǔ)與預(yù)設(shè)值B相加之和等于所述PWM控制波的最大振幅，所述兩 個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差180°。
[0036] 以上所述技術(shù)方案，通過計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí) 間的時(shí)間差，并根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同步，實(shí) 現(xiàn)了 PWM控制波的實(shí)現(xiàn)高精度發(fā)波，對(duì)所述晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間控制更加精確，有效提高了 晶閘管整流器的工作精度和工作穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形產(chǎn)生方法的控制流程圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的參考波形與電網(wǎng)線電壓波形之間的關(guān)系圖；
[0039] 圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的參考波形過零點(diǎn)時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的關(guān)系 圖；
[0040] 圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的PWM三角波與雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波的關(guān)系圖；
[0041] 圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043] 晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一般有兩種形式，一種是寬脈沖觸發(fā)，另一種是雙窄脈沖觸發(fā)。 本發(fā)明由DSP產(chǎn)生寬脈沖觸發(fā)信號(hào)，通過CPLD組合后可以產(chǎn)生雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具體實(shí) 施例如圖1所示，本發(fā)明提供一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，包括：
[0044] 步驟S100,采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述電網(wǎng) 電壓同向的正弦信號(hào)；
[0045] 步驟S200,根據(jù)所述正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形；
[0046] 步驟S300,計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差；
[0047] 步驟S400,根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同 步；
[0048] 步驟S5〇0,根據(jù)所述PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上 的上下晶閘管的工作。
[0049]如圖2所示，在晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法的具體控制中，晶閘管驅(qū)動(dòng)信 號(hào)如果以相電壓為參考波，控制角度從30?150度變化，如果以線電壓為參考波，控制角度 從60?120度變化，優(yōu)選地，本發(fā)明晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以電網(wǎng)線電壓Uab為參考波形，實(shí)際 的操作過程中，也可以以電網(wǎng)電壓Ubc或Uca為參考波形。
[0050]因此，所述步驟S100具體包括，采集電網(wǎng)線電壓Uab，為了提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，本 發(fā)明利用鎖相環(huán)跟隨線電壓Uab，鎖相環(huán)輸出正弦值sine與所述線電壓uab同向，Θ角度 是從0? 2 π變化，因此，可以得到晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)橋中a、B、C橋臂的參考電壓波形，這 里所述的A橋臂對(duì)應(yīng)的是A相電壓，B橋臂對(duì)應(yīng)的是B相電壓，C橋臂對(duì)應(yīng)的是 C相電壓。 ______________ 火
[0051]其中，所述步驟s2〇0進(jìn)一步包括：根據(jù)所述正弦信號(hào)si n 0得到驅(qū)動(dòng)橋臂Α、 驅(qū)動(dòng)橋臂B及驅(qū)動(dòng)橋臂C的參考波形，因此，橋臂a的參考波形就是θ-6〇度的u,= Μη(θ-60)，橋臂Β的參考波形就是θ_18〇度的u，b=sin(e- 18〇)，橋臂c的參考士形 就是0-3〇〇度的^、。= ^11(0-3〇〇)，橋臂奴橋臂3及橋臂(：的參考波形互差 12〇。，八相 控制角度是從W a過零點(diǎn)開始的uo。范圍，b相控制角度是從u，b過零點(diǎn)開始的12〇C) 范圍，C相控制角度是從U'。過零點(diǎn)開始的uo。范圍，只要使控制角度處在變化范圍內(nèi)就 可以實(shí)現(xiàn)晶閘管的精確驅(qū)動(dòng)發(fā)波。
[0052]進(jìn)一步地，結(jié)合圖3所示，所述步驟S300具體包括：
[0053]計(jì)算發(fā)現(xiàn)參考波形過零時(shí)刻與真實(shí)參考波形過零時(shí)刻的相位差δ Θ ;
[0054]根據(jù)所述參考波形的周期DPTR計(jì)算Δ Θ所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差減 2m
[0055]內(nèi)部參考波^產(chǎn)生以后，為了實(shí)現(xiàn)PWM發(fā)波，需要調(diào)整內(nèi)部PWM計(jì)數(shù)器使之與參考 波形同步，因此需要采用高精度同步調(diào)整設(shè)計(jì)，如圖3所示，通過判斷參考波形的過零點(diǎn)， 修改當(dāng)前PWM計(jì)數(shù)器的值，使之與真正過零點(diǎn)匹配達(dá)到同步調(diào)整的目的。計(jì)算δ θ時(shí)，需 要內(nèi)部計(jì)數(shù)器配合，要求計(jì)數(shù)器周期大于參考正弦波的周期，當(dāng)程序發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)時(shí)，實(shí)際已 經(jīng)過了參考波的真實(shí)過零點(diǎn)，因此需要計(jì)算出發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻與真實(shí)參考波過零時(shí)刻的相位 差Δ Θ，相位差Λ Θ對(duì)應(yīng)的時(shí)間差是與正弦波周期相關(guān)的因此需要測(cè)量參考正弦波的周 期。
[0056] 利用DSP內(nèi)部的一個(gè)計(jì)數(shù)器作為正弦波周期的時(shí)間基準(zhǔn)，本實(shí)施例中該計(jì)數(shù)器采 用減計(jì)數(shù)方式，發(fā)現(xiàn)參考波過零時(shí)刻讀取計(jì)數(shù)器的值加上相位差Δ Θ所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器值 就是真實(shí)過零時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值。
[0057]因?yàn)橄噜弮纱握鎸?shí)過零點(diǎn)計(jì)數(shù)值差就是參考正弦波的周期計(jì)數(shù)值。Δ Θ對(duì)應(yīng)的 Δ沒 計(jì)數(shù)器等于ΔΝ，DP77?其中DPTR是參考正弦波的周期映射到計(jì)數(shù)器上的計(jì)數(shù) 值，DPTR = NzeroOld-Nzero,其中Nzero真實(shí)過零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，NzeroOld是前一個(gè)周 期過零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，Nzero = ΛΝ+Nr，其中Nr是中斷產(chǎn)生時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻之間的 計(jì)數(shù)值，主要作用是對(duì)ΛΝ進(jìn)行修正，求出ΔΝ后就可以知道真實(shí)過零點(diǎn)其所對(duì)應(yīng)的PWM計(jì) 數(shù)器值，發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)后修改PWM計(jì)數(shù)器值就可以實(shí)現(xiàn)PWM計(jì)數(shù)器值與正弦參考波的相位同 步。
[0058] 因此，所述步驟S400具體包括以下步驟：
[0059] 計(jì)算所述參考波形真實(shí)過零點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的PWM計(jì)數(shù)器值Nzero Nzero = Δ N+Nr，其 中Nr是中斷產(chǎn)生時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻之間的計(jì)數(shù)值；
[0060] 根據(jù)Nzero調(diào)整所述PWM計(jì)數(shù)器使輸出的PWM控制波與所述參考波形相位同步。
[0061] 本實(shí)施例中，所述PWM控制波為三角波，經(jīng)過調(diào)整后，所述三角波的周期與參考波 形的周期相同，而且保持同步。
[0062] 如圖4所示，在所述步驟S5〇〇中，當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè) A值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上其中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振幅 時(shí)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0063] 當(dāng)PffM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)B值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂 上另一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0064] 其中，所述PWM控制波的最大振幅等于A值與B值之和，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差 180。。
[0065] 三個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生原理相同，因此這里對(duì)剩余兩個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生 方法不再贅述。
[0066] 本發(fā)明利用DPS內(nèi)部的PWM中斷方式實(shí)現(xiàn)了晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生，相比目前發(fā) 波方式主要具有如下特點(diǎn)：
[0067] 利用PWM中斷方式產(chǎn)生晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，提高了控制芯片的資源利用率；
[0068] 鎖相環(huán)跟蹤技術(shù)避免了電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)造成的影響，提高了控制系統(tǒng)的 穩(wěn)定性；
[0069] 利用同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 PWM波形與參考正弦波的高精度同步，實(shí)現(xiàn)高精度發(fā)波；
[0070] 這種方式即可以實(shí)現(xiàn)寬脈沖觸發(fā)又可以實(shí)現(xiàn)雙窄脈沖觸發(fā)。
[0071] 如圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種用于產(chǎn)生上述晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的 驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括：
[0072] 交流信號(hào)采集模塊10,用于采集電網(wǎng)電壓；具體本發(fā)明的實(shí)施例中用于采集電網(wǎng) 線電壓Uab。
[0073] 同步信號(hào)采集模塊20,用于采集根據(jù)電網(wǎng)電壓得到的對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的同步 參考波形；即利用鎖相環(huán)跟隨線電壓Uab，得到晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)橋中A、B、C橋臂的參考 電壓波形，橋臂A的參考波形就是Θ -60度的W a = sin ( Θ -60)，橋臂B的參考波形就是 Θ-180度的U' b = sin(0-180)，橋臂C的參考波形就是 Θ-300度的U' e = sin(0-3〇〇)， 橋臂A、橋臂B及橋臂C的參考波形互差120°。
[0074] DSP模塊30,用于根據(jù)所述同步參考波形的周期時(shí)間、過零點(diǎn)時(shí)間及PWM中斷時(shí)間 調(diào)整其內(nèi)設(shè)的PWM計(jì)數(shù)器，使輸出的PWM控制波與所述參考波形同步；具體計(jì)算方法如下：
[0075] 計(jì)算發(fā)現(xiàn)參考波形過零時(shí)刻與真實(shí)參考波形過零時(shí)刻的相位差Λ Θ ; \β
[0076] 根據(jù)所述參考波形的周期DPTR計(jì)算Δ Θ所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差Δ?=廠χβ/η 2π
[0077] 計(jì)算所述參考波形真實(shí)過零點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的PWM計(jì)數(shù)器值NzeroNzero = ΔΝ+Nr，其中 Nr是中斷產(chǎn)生時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻之間的計(jì)數(shù)值；
[0078] 根據(jù)Nzero調(diào)整所述PWM計(jì)數(shù)器使輸出的PWM控制波與所述參考波形相位同步。
[0079] 優(yōu)選地，所述DSP模塊30內(nèi)部還設(shè)有第一計(jì)數(shù)器，所述第一計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)所述 同步參考波形的周期時(shí)間、發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)時(shí)刻及PWM中斷時(shí)刻計(jì)算所述同步參考波形的實(shí)際 過零點(diǎn)時(shí)刻，并根據(jù)所述同步參考波形的實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)刻調(diào)整PWM計(jì)數(shù)器。
[0080] CPLD模塊40,用于根據(jù)所述PWM控制波產(chǎn)生雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng) 橋臂50上的上下晶閘管工作。所述CPLD模塊40包括第一寄存器和第二寄存器。
[0081] 第一寄存器具有預(yù)設(shè)值A(chǔ)，當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值A(chǔ)相 等時(shí)，控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂50上其中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振 幅時(shí)，控制該驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0082] 第二寄存器具有預(yù)設(shè)值B，當(dāng)PWM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值B相 等時(shí)，控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂50上另一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制 對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零；
[0083] 其中，所述預(yù)設(shè)值A(chǔ)與預(yù)設(shè)值B相加之和等于所述PWM控制波的最大振幅，所述兩 個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差180°。
[0084] 本發(fā)明的晶閘管整流橋驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生方法適用于具有各種結(jié)構(gòu)晶閘 管驅(qū)動(dòng)橋臂的整流器，如三相六管晶閘管整流器，每個(gè)橋臂對(duì)應(yīng)相電壓為⑴ a、u' b、u' 相電壓之間互差120度，通過鎖相環(huán)技術(shù)，產(chǎn)生三個(gè)內(nèi)部參考波形分別對(duì)應(yīng)三個(gè)相電壓，然 后通過DSP模塊調(diào)整PWM計(jì)數(shù)器的值使之與每相參考正弦波的過零點(diǎn)同步，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每 個(gè)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上的晶閘管的精確控制。
[0085]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：包括以下步驟， 采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述電網(wǎng)電壓同向的正弦 信號(hào)； 根據(jù)所述正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形； 計(jì)算所述參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差； 根據(jù)所述時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同步； 根據(jù)所述PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上的上下晶閘管 的工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：所述采集 電網(wǎng)電壓信號(hào)，利用鎖相環(huán)跟隨所述電網(wǎng)電壓并輸出與所述電網(wǎng)電壓同向的正弦信號(hào)的步 驟具體包括： 采集線電壓Uab，利用鎖相環(huán)跟隨線電壓Uab，鎖相環(huán)輸出與所述線電壓同向的正弦信 號(hào) sin Θ。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：根據(jù)所述 正弦信號(hào)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的參考波形的步驟具體包括： 根據(jù)所述正弦信號(hào)sin Θ，得到晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂A的參考波形U' a = sin ( Θ -60)，晶 閘管驅(qū)動(dòng)橋臂B的參考波形U' b = sin( Θ -180)，晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂C的參考波形U'。= sin( Θ-300)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：計(jì)算所述 參考波形實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的PWM中斷時(shí)間的時(shí)間差的步驟具體包括： 計(jì)算發(fā)現(xiàn)參考波形過零時(shí)刻與真實(shí)參考波形過零時(shí)刻的相位差△Θ; 根據(jù)所述參考波形的周期DPTR計(jì)算Λ Θ所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差.
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：根據(jù)所述 時(shí)間差，調(diào)整PWM中斷時(shí)間，使PWM控制波與所述參考波形同步的步驟具體包括： 計(jì)算所述參考波形真實(shí)過零點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的PWM計(jì)數(shù)器值Nzero Nzero= ΔΝ+Nr，其中Nr 是中斷產(chǎn)生時(shí)刻與發(fā)現(xiàn)過零時(shí)刻之間的計(jì)數(shù)值； 根據(jù)Nzero調(diào)整所述PWM計(jì)數(shù)器使輸出的PWM控制波與所述參考波形相位同步。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：根據(jù)所述 PWM控制波輸出雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上的上下晶閘管的工作的步驟具 體包括： 當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)A值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上其 中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振幅時(shí)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零； 當(dāng)PWM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)B值相等時(shí)，對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上另 一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零； 其中，所述PWM控制波的最大振幅等于A值與B值之和，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相差180°。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)波形的產(chǎn)生方法，其特征在于：所述PWM 控制波為三角波。
8. -種晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)電路，所述晶閘管整流器包括晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂，其特征在于： 所述驅(qū)動(dòng)電路包括， 交流信號(hào)采集模塊，用于采集電網(wǎng)電壓； 同步信號(hào)采集模塊，用于采集根據(jù)電網(wǎng)電壓得到的對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂的同步參考波 形； DSP模塊，用于根據(jù)所述同步參考波形的周期時(shí)間、過零點(diǎn)時(shí)間及PWM中斷時(shí)間調(diào)整其 內(nèi)設(shè)的PWM計(jì)數(shù)器，使輸出的PWM控制波與所述參考波形同步； CPLD模塊，用于根據(jù)所述PWM控制波產(chǎn)生雙窄脈沖驅(qū)動(dòng)波控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上 的上下晶閘管工作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述DSP模塊內(nèi)部還 設(shè)有第一計(jì)數(shù)器， 所述第一計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)所述同步參考波形的周期時(shí)間、發(fā)現(xiàn)過零點(diǎn)時(shí)刻及PWM中 斷時(shí)刻計(jì)算所述同步參考波形的實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)刻，并根據(jù)所述同步參考波形的實(shí)際過零點(diǎn) 時(shí)刻調(diào)整PWM計(jì)數(shù)器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶閘管整流器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述CPLD模塊包括 第一寄存器和第二寄存器； 第一寄存器具有預(yù)設(shè)值A(chǔ)，當(dāng)PWM控制波在上升沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值A(chǔ)相等時(shí)， 控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上其中一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值到達(dá)最大振幅時(shí)，控 制該驅(qū)動(dòng)信號(hào)清零； 第二寄存器具有預(yù)設(shè)值B，當(dāng)PWM控制波在下降沿時(shí)，其波形的幅值與預(yù)設(shè)值B相等時(shí)， 控制對(duì)應(yīng)晶閘管驅(qū)動(dòng)橋臂上另一個(gè)晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高，當(dāng)幅值為零時(shí)，控制對(duì)應(yīng)的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)清零； 其中，所述預(yù)設(shè)值A(chǔ)與預(yù)設(shè)值B相加之和等于所述PWM控制波的最大振幅，所述兩個(gè)驅(qū) 動(dòng)fg號(hào)相差180°。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK104300768SQ201410610091
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】劉曉紅, 陳恒留 申請(qǐng)人:深圳晶福源科技股份有限公司