基于DSP的PWM整流技术研究

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基于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发共3篇

基于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发共3篇基于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发1随着现代电子技术的不断发展，各种电子设备已经成为了人们生活中必不可少的一部分。

而这些电子设备的电力供应往往都离不开一种被称作开关电源的技术。

在目前的众多开关电源技术中，一种基于数码信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）控制的脉宽调制（Pulse-Width Modulation，PWM）型开关电源备受关注。

本文将立足于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发，从理论分析、电路设计以及实验测试等方面进行探讨。

一、理论分析在开展研究之前，我们需要先了解PWM型开关电源的基本原理。

PWM型开关电源是一种电源调节技术，它将输入电压转换为短脉冲信号，并通过改变信号的占空比来实现电压的调节。

在PWM型开关电源中，DSP作为核心控制器，通过对电源电路的控制实现对电压、电流等信号的输出控制。

因此，DSP控制技术具有快速、高效、精准等特点，是PWM型开关电源的重要控制手段。

二、电路设计在PWM型开关电源的电路设计中，首先要考虑的是所选用的数字信号处理器（DSP）。

在选择DSP时，需要考虑其性能、成本、可扩展性等因素。

其次，需要在选用的DSP的控制下设计整个PWM型开关电源的电路图。

其中，包括输入电源、滤波电路、开关管、功率变换电路、负载电路等部分，旨在将输入电压转化为输出大于或等于期望值的恒定电压。

另外，在电路设计过程中，还需要注意各部分之间的电气特性和电路参数，以便实现电源稳定、高效、低噪音的输出要求。

三、实验测试完成电路设计之后，需要进行实验测试以验证PWM型开关电源的控制效果和电气性能。

在实验过程中，我们可以通过测定输出的电压、电流大小、占空比等参数来评估所设计的PWM型开关电源的实际性能。

在实验过程中，还需要考虑到温度、负载变化等因素对PWM型开关电源的影响，以保证得到准确的实验结果。

基于DSP的单相PWM整流器

（ａｈｎｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｇ，ｕａ３０４ＣｉａＨｕｚｏｇＵｉｓｙｏｉｅａｄＴｃｎｌｙＷｈ４０７，ｈｎ）ｅｔＳｎｏｎ
ＡｂｓｒｃＴｈｃｍｅｏｉｌ・ｈａｅＰＭｅｔｅｓｐｒｓｎｅｎｔｓｉｆａａｙｉｇｔｉｎｃｐｅｏｈｉｇｅ・ｈａｅｔａｔ：ｅｓｈｅｆｓｎｇｅ・ｓＷｐｒｃｉｒｗａｅｅｔｄｏｈｅｂａｓｏｎｌｚｎｈｅｐｒｉｌｆｔｅｓｎｌ・ｓｉｆｐ
维普资讯
２００８年
仪表技术与传感器
ＩｔｕｎＴｅｈｎｑｕａｄＳｎｓｒｎｓｒｍｅｔｃｉｅｎｅｏ
２ｏ８０Ｎｏ２．
第２期
基于ＤＳ的单相ＰＭ整流器ＰＷ
程善美，万淑芸，正澄段
ｄｓｉ
一一
电流正弦化，电网侧输入功率因数为１能实现输出电压的快使，
速调节，并且能大大降低整流器对电网的污染。能量可逆的ＰＷＭ整流器可以方便实现整流器在整流或逆变之间的４个象
限运行，这种ＰＷＭ整流器又被称为四象限变流器。由于ＰＷＭ
整流器的这些优点，使得它在ＡＣ—ＤＣ变换中得到了广泛的应用。在分析单相ＰＷＭ整流器工作原理的基础上，成了以数完字信号Ｔ３０２０为ＣＵ，ＩＢＭＳ２Ｆ４Ｐ以ＧＴ为功率开关器件并以２Ｄ１Ａ为驱动模块的１０ｋ单相ＰＳ３５０ＷＷＭ整流器系统的设计，

基于DSP的单相PWM整流器研究

侧电容的参数设计原则。最后，通过ＤＰＳ芯片ＴＭＳ２Ｆ８２进行了实验验证，出了实验波形。实验结果表明，入电３０２１给输
流跟踪输入电压，实现了网侧的高功率因数。
关键词：Ｐ；ＷＭ整流器；率因数ＤＳＰ功
与传统的整流器相比，ｗＭ整流器可实现网侧Ｐ高功率因数以及正弦波电流控制，至能量可双向流甚动，动态响应性能较快，积、量也大大减小，不问体重在
所示，电路采用了由４个功率开关管组成的Ｈ桥结该构，输入侧电感Ｌ起到传递能量、制高次谐波的作抑
ｅｐｒｎｖｆｒｓａｅｇｖｎＴｈｘｅｉｎｅｕｔｈｗｈｔｉｐｔｃｒｅｔｔａｋｈｎｕｏｔｇｎｉｈｐｗｅｘｅｉｍｅｔｗａｅｏｍｒｉｅ．ｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌｓｓｏｔａｎｕｕｒｎｒｃｓｔｅｉｐｔｖｌｅａｄｈｇｏｒａ
通馋电潦技术．
２１００年１月ｇｌｃｍｏｒＴｅｈｏｏｙ
文章编号：０９３６（００（ —０４０１０ —６４２１）１０ —３）０
静铷开发誓Ｆ
基于ＤＳ的单相ＰＰＷＭ整流器研究
黄卫平谢运祥亢，，辉。谭海冰，（．南理工大学电力学院，东广州５０４；．东劳安职业安全事务有限公司，东广州５０３）１华广１６０２广广１００摘要：绍了单相ＰＭ整流器的工作原理，析了电流内环和电压外环控制器的设计，介Ｗ分并给出了交流侧电感和直流

基于DSP的三相PWM整流PI调节器设计

ｓｓｅｃｎｒｌｅｎｓｔｎｅｕｒｎｏｐａｄｏｔｒｖｌｇｏｐ，ｔｅＰａａｔｒｆｃ：ｅｔａｄｖｌｇｄｕｔｒａｅｙｔｍｏｔｏｍａｐｒｍｅｅｓｏｕ：ｎｎｏｔｅａｊｓｅｒｒａ
ｂｃａｄｄｑｒｔｔｎｆａ，ａｄｔｅｄｕｌｌｓｄｌｏｏｔｏｙｔｍｔｅｄｆｒｒｓｅｔｂｉｈｄＡｃｏｄｎＯｔｅ－ｎ－ｏａｉｒｍｅｎｈｏｂｅｃｏｅ－ｏｐｃｎｒｌｓｓｅｗｉｈｆｅ－ｏｗａｄｉｓａｌｅ．ｏｓｃｒｉｇｔｈ
毒
基于ＤＰ的三相ＰＭ整流Ｐ调节器设计ＳＷＩ
杨俊莲
（辽宁装备制造职业技术学院，宁沈阳１（６）辽１１１１
摘要：通过分析三相脉宽调制（Ｗ．）流器在ａｂｃｄｑ旋转坐标系下的数学模型，计了具有前馈解耦控制的ＰＶ整Ｉ —－及－设
ｄｓｇｅ．Ｆｉａｌ，ｔｅｄｕｌｌｓ－ｏｐＺｎｒｌｙｔｍｉｌｔｄａｄｔｅＰＭ［ｅｔｉｒＣｒｌｓｓｅｗｉｈＤＳｓｔｅｅｉｎｄｎｌｙｈｏｂｅｃｏｅｌｏｏｔｏｓｅｉｓｍｕａｅｎｈＷｓｓｒｃｉｅＯａｏｙｔｍｔＰａｈｆｔｃｒｓｃｎｔｕｔｄ，ｓｍｕａｉｎａｄｅｐｉｅｔｒｓｌｓｄｍｏｓｒｔｓｔｅｅｆｃｉｅｅｓａｄｃｒｅｔｅｓｏｈｅｉｎｏｅｉｏｓｒｃｅｉｌｔｎｘｅ・ｎｅｕｔｅｎｔａｅｈｆｅｔｎｓｎｏＩｃｎｓｆｔｅｄｓｇ．ｏｉｍｖ

基于DSP的三相PWM整流器设计

基于DSP的三相PWM整流器设计传统的整流装置是电网污染的主要来源，三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行、电能双向流动等特点，因而成为目前电力电子领域中的热点课题之一。

随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展，采用微处理器作为硬件控制核心的微机控制器将成为今后整流器的发展方向。

随着控制方法的不断改进与发展，对微机整流控制器的运算速度提出了非常高的要求。

本文根据这种要求，以DSP(数字信号处理器)作为控制核心，研究并设计了基于DSP的PWM整流器。

本文首先介绍了PWM整流器的发展状况，说明了DSP与其他单片机或通用微处理器相比在性能上的优势。

文章分别从控制电路、测量电路、整流主电路、SVPWM 硬件实现等几个方面论述了基于DSP的PWM整流器的硬件设计以及主要实时软件的流程图和实现方法。

文中还介绍了PIM(功率智能模块)的使用，并基于此设计了系统的主电路，并用TMS320F2812的汇编语言与C语言结合进行了软件编程。

由于采用了这些先进技术，使得本文中的PWM整流器结构简单、性能可靠、操作方便。

最后，进行了设计的相关试验，实验结果表明，该PWM整流器的各项功能符合设计要求。

本文还做了晶闸管整流器在MATLAB下的仿真，两者结果比较，更加显示了本设计中整流器的优越性。

1关键词：PWM整流器；空间电压矢量脉宽调制；数字信号处理器；智能功率模块Study of three-phase PWM rectifier based on DSPPower Electronics and TechnologyThe conventional rectifier Produce harmonic Problem in power system. Whilethree-phase PWM VSR (voltage source rectifier) can provide constant dc bus voltage and get unity Power factor .It also has line Power feedback capability So it is becoming interested in power electronics field.With the development of large-scale integrate circuit technology and computer technology，microcomputer-based rectifier controller will become the main stream of rectifier controllers in the future. Constant improvement in rectifier control microcomputer -based rectifier controller. According to this requirement,the paper studies and designs the DSP-based rectifier controller by using DSP (Digital Signal Processor) as the control center.This paper introduces the control function and the developing tendency of PWM rectifier. And, it illustrates DSP's performance advantage compared with the other single chips or general-purpose processors. It deals with the design of the DSP-based rectifier's hardware and the flowchart and realization method of its software from the aspects of control circuit, measuring circuit,main circuit and the method of realizing SVPWM. The paper also introduces use of IPM (Intelligent Power Module), and designs main circuit based on it. Because of the adoption of these advanced technologies, the PWM rectifier structure is simpler, its performance os retiadte and its operation convenient.The DSP-based three-phase PWM VSR has been tested in the laboratory. The result of test shows that all functions of the PWM rectifier are efficient.Keywords: PWM rectifier; SVPWM; DSP; IPM目录第一章绪论 .......................................... 错误!未定义书签。

基于DSP的高功率因数PWM整流器设计

ＩＢＧＴ驱动电路在系统中有十分重要的作用，
设计得好坏直接影响整流器的性能。驱动电路的合理设计需要考虑以下几个方面：驱动电压上 ①
升率和下降率要大，短开关时问，缩且保证有足够幅值；ＩＢ ② ＧＴ在关断过程中，向负偏压有利于反ＩＢＧＴ快速关断；考虑电路中寄生电感造成 ③
ｈｇｏｒｉｈｔｗａｄ１，ｉｃｎｓｐｒｓｈａｍｏｉｓｕｂａｅ，ｉｔａｕｐｅｓｔｅｈｒｎｃｄｉｔｒｎｃｍｐｒｖｈａｉｆｅｅｔｉａｒｄ．ｏｅｔｅｑｕｌｔｏｌｃｒｃｌｇｉｙ
／ △ ＭｄＺｄｃｍａ
（）２
为实现控制系统与主电路的电气隔离，样采器件用精度较高的霍尔元件。电流采样器件为
Ｌ５一７电流传感器，Ｔ９ｓ其一次侧额定电流为５０Ａ；电压采样器件为Ｌ２一Ｖ８Ｐ电压传感器，一次侧其
率在稳态一定时问内的最大变化为Ａ，虑Ｐ考
整流器最大惯性时间常数为 … 和负荷引起电容电压的最大变化 △ … ，因而输出电容应满足
Ａｐ
图３同步信号产生电路
３２采样电路．
Ｃ ≥ ｄ
性能更高的ＤＰＤｇａＳｎｌｒｃｓｎ）Ｓ（ｉｉｌｉａＰｏｅｓｇ微处理ｔｇｉ器来实现ＰＷＭ整流器控制系统是必要的４。。

基于DSP的PWM整流器预测电流控制技术分析

电流满足：
，（）ｆ（）Ｎ＝Ｎｆ
考虑到实际系统中Ｒ比较小，可忽略不计。则在一个内式（）４可写为：
ａｂ＝Ｌ［Ｎｔ一Ｎｆ］ＮＦ（），（）ｋ
』ｓ
：
、Ｎ［Ｎ），（） ’ Ｌ厂（一Ｎ］
Ｔ３０Ｆ４８的实验样机的结果验证了该控制算法不仅能有效抑制注入电网的谐波电流，得稳定的直流输出电压，可以实现单位功率因ＭＳ２Ｌ２０获还
数和能量双向流动，统具有良好的动、系静态特性。
通过参考电压信号即调制信号与三角波相交点进行比较，即可得到四路开关信号。预测电流控制原理图如图２示，环Ｐ电压控制器使直流所外Ｉ侧电压￡：，跟踪直流侧电压给定值，ｄ从而保持直流侧电压稳定，电压环的输出为网侧电流给定值厂的幅值；内环控制交流电Ｎ
图１四象限变流器主电路图
定义理想开关函数、如下：
ｓ
【Ｖ，ｆ断 ’开通）０（关
。
（。） …
图２预测电流控
【（关断，开通）０
根据式（）１定义的开关函数，得如图２示两电平Ｐ可所ＷＭ整流器的等效电路。理想开关函数．、有４种有效组合，即ｓ、ｓＳ０，ｌｌ，１４种逻辑；电平Ｐｂ００，０ｌ＝两ＷＭ整流器输入端电压有３电平、、。个０一２预测电流控制预测电流控制是通过对ＰＷＭ整流器的瞬态控制方程进行周期平均得到的，由图１以得到Ｐ可ＷＭ整流器的瞬态工作方程：

基于DSP的电流型空间矢量PWM整流器

电流型 PWM 变流器如图 1 所示 ,其工作原理可以简单地等效为两个相互关联的受控源电路。
图 1 电流型 PWM 变流器 Fig. 1 Circuit of a current2source converter
由图 2 可见 ,忽略高次谐波 ,三相电流型 PWM 整流桥在交流侧可以等效为一三相交流电流源 ;而在直流侧可以等效为一直流电压源。

优先的选择。这里将采用 TMS320F240 DSP 控制芯
片构成控制系统。
TMS320F240 的主要目的是用于电压源型变流
器 ,利用其片内外设可以很方便地实现 AΠD 采样转
换和二值 PWM 控制波形发生。本电流型 PWM 整
流器系统中将充分挖掘 DSP 芯片的二级中断功能 , 利用其控制管角强制配置的方法 ,产生电流型 SVP2
但随着大功率变流技术的发展特别是csr在超导储能中的成功应用较好地解决了csr的损耗问题另外csr还以其优良的保护性能使之成为这一领域当前的探讨热点之一本文中阐述的电流空间矢量pwm算法其控制简单数字化实现方便能够很好地替代传统正弦电流pwm控制技术
第 23 卷第 2 期 2004 年 4 月
电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
式 (8) 、(9) 代入 (7) 可得 :
Ld
d Id dt
+
Rd Id
=
3 2
Md
Um co sθ
=
Ks Md cosθ
(10)
式中 :
Ks
—整流器增益 , Ks
=
3 2
Um
综合式 (5) 、(6) 、(7) 、(10) 和图 5 ,可得图 6 所示

基于DSP的PWM整流器控制策略和应用研究_图文.

北京交通大学硕士学位论文基于DSP的PWM整流器控制策略和应用研究姓名:訾振宁申请学位级别:硕士专业:电力系统及其自动化指导教师:郑琼林;林飞20071201￡堕M整逾墨基查厘理塑撞剑拉盔图2.1是三相半桥和三相全桥PWM整流器主电路拓扑结构。

通常所谓的三相桥式电路是指三相半桥电路。

从结构上看,三相全桥PWM整流器实际是由三个独立的单相全桥PWM整流器组成,它较三相半桥PWM整流器主电路功率开关器件增加一倍,交流侧需要变压器隔离,结构复杂。

也正因为如此,三相全桥PWM整流器可以接入到三相四线制电网,当电网不平衡时,不会严重影响其控制性能。

而三相半桥PWM整流器在三相电网不平衡时,为满足不同的控制要求,控制策略要进行相应的改变,控制算法复杂。

2.1.2工作原理从拓扑结构上看,PWM整流器可以实现能量的双向传输:当PWM整流器从电网吸收电能时,其处于整流状态;当PWM整流器向电网输出电能时,其处于逆变状态。

PWM整流器实际上是一个交、直流侧可控的四象限变流装置。

图2-2PWM整流器等效电路模型Figure2-2Equivalent circuit ofPWM rectifier图2-2为电压型PWM整流器模型电路。

图中￡为交流电感,胄为交流侧等效电阻,C为直流电容。

交流电感的主要作用为:隔离电网电动势与整流器交流侧电压,控制整流器交流侧电压实现四象限运行;滤除交流电流谐波:储能,实现整流器与电网传递无功功率;使整流器具有升压变换(Boost特性。

直流电容的主要作用为:缓冲交流侧与直流负载之间的能量交换,稳定直流电压;抑制直流侧谐波电压。

参照PWM逆变电路的工作原理,按照正弦信号调制波和三角载波相比较的方法对桥臂上下开关管进行PWM调制,就可以在桥臂的交流侧产生正弦调制的电压波形,波形中除了含有与正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量外,还含有与三角载波有关的频率很高的谐波。

由于电感的滤波作用,这些高次谐波只会使交流电流产生很小的脉动。

基于DSP控制的三相电压型PWM整流器的研究

Ｈｕｎａ，ｉａｌｎＣｈｎｍ
本文所选用的是三菱电机智能功率模块ＩＭ（ｎｅｉｎＰＩｔｌｅｔｌｇＰｗｒｄｌ）ｏｅｕｅ。智能功率模块ＩＭ主要具有以下优点：ＭｏＰ（）１开关速度快。内部的ＩＢＧＴ器件均为高速型，驱动电路直接与ＩＢＧＴ连接，延时时间短。（）２低功耗。内部的ＩＢＧＴ器件导通压降低，具有开关速度快和过流保护速度快的特点，Ｍ实时检测内部ＩＢＩＰＧＴ器件的电流，当出现过载或短路时，ＢＩＴ立即被硬件关断，Ｇ同时输出故障信号。（）３具有过热保护功能。在ＩＢＧＴ的绝缘基板上安装了温度传感器，当基板出现过热情况时，内部控制电路将立刻
（ｃｎｒｌｏｅａｄｄｒｃｐｗｒｏｔｌｔｔｇ．ｅａｅｔａｏｔｒ）ｎｉｔｏｅｎｒｒｅｙｈｐｒｎ— ｏｃｅｃｏｓａＴｐｉ
ｒｄｃｓｔｅｄｓｇｆｉｉｃｉａｘｌｒｉｕｔｎａｄ — ｏｕｅｈｅｉｎｏｎｃｒｕｔｕｉａｃｒｉａｄｈｒｗｍａ，ｉｙｃａｅｃｒｕｔｉｃｕｉｇｉｄｃａｃ，ａａｉｎｅｅｃａｄａｓｉｅｒｉｉｎｌｄｎｎｕｔｎｅｃｐｃｔｃ，ｔ．ｎｌｏｇｖｓｃａｔｅｄｓｎｏｅｓｆｒ．ｈｅｕｔｒｖｈｔｔｅｔｒｅｐａｅｈｅｉｆｈｏｔｅｅｒｓｌｐｏｅｔａｈｈｅ－ｈｓｇｔｗａＴＰＭｅｔｅｓｎｈｉｅｔｏｒｃｎｒｌｓａｅｙｃｎａｈＷｒｃｉｒｉｇｔｅｄｒｃｗｅｏｔｔｔｇａｃ — ｉｆｕｐｏｒｉｖｄｈｇａｔｒｈｇｆｉｉｎｙａｄｌｗｈｒｎｅ．ｅｅｉｈｆｃｏ，ｉｈｅｆｅｃｎｏａｍｏｉｓｃＫｅｗｏｄＰＭｒｃｉｅ；ｉｅｔｐｗｅｃｎｒｌｉｈｏｅｙｒｓＷｅｔｉｒｒｃｏｒｏｔ；ｇｐｗｒｆｄｏｈ

基于dsp的pwm整流器设计

1引言PWM整流器是应用脉宽调制技术发展起来的一种新型电源变流器。

其基本原理是通过控制功率开关管的通断状态，使整流器输入电流接近正弦波，并且电流和电压同相位，从而消除大部分电流谐波并使功率因数接近于1。

本文采用TI公司的TMS320F240DSP对整流器实现数字控制,这一方法相对于模拟控制具有以下优点：1）控制灵活在数字控制系统中，主要利用软件算法实现控制方案，相比于模拟控制较灵活；2）可靠性高微机系统由于采用元器件较少，信号全部采用数字处理，故受干扰小，可靠性高；3）故障分析容易信号检测将取得的信息寄存，具备记忆的能力，故容易实现故障诊断；4）参数设定简便可以使系统的调试工作变得很方便。

基于以上考虑，本文采用了以DSP为核心的数字控制系统实现对整流器的控制。

2TMS320F240的主要特点TMS320F240是一款专门为电机控制而设计的DSP，因而，它不仅具有普通数字信号处理器的高速运算功能——20MIPS的处理能力，而且片内还集成了丰富的外设功能模块：双10位A/D转换器，28个可独立编程的多路复用I/O引脚，带有锁相环的时钟模块，带中断的看门狗定时器模块等。

特别是F240片内设置了一个事件管理器，可以提供12路比较/PWM通道，3个具有死区功能的全比较单元，3个单比较单元，3个16位通用定时器等，这一外设装置大大简化了用于产生同步脉宽调制PWM波形的控制软件和外部硬件，只需很少的CPU干预即可产生所需的PWM波，因而特别适合于控制需要多个PWM输出的装置，如三相电机和整流器。

3PWM整流器主电路及控制方案本文中主电路采用单相全桥结构，如图1所示。

图中uN(t)是输入的电网正弦波电压，Ud是输出的恒定直流电压，us(t)是PWM整流器的输入端电压，是PWM控制下的脉冲波，iN(t)是从电网输入PWM整流器的电流，S1～S4是开关管，D1～D4是整流二极管。

通过对四个开关管进行合适的PWM控制，就可以一方面保证输出电压Ud恒定，另一方面使输入电流iN(t)与电网电压uN(t)同相位，电流iN(t)的波形接近正弦波。

基于DSP的三相PWM整流器电压空间矢量控制的研究(精)

2004年第6期电力系统通信・31・基于DSP的三相PWM整流器电压空间矢量控制的研究赵葵银1,王辉2,吴峻3(1.湖南工程学院,湖南湘潭411101;2.湖南大学,湖南长沙410008;3.湘潭大学,湖南湘潭411105)摘要:提出了一种简单的电压空间矢量算法,该算法根据参考电压矢量直接计算电压空间矢量的位置和作用时间,简化了运算过程。

利用数字处理器(DSP),实现了整流器的空间矢量的全数字控制,并用Matlab对系统进行了仿真,仿真结果验证了所提出的电压空间矢量算法的有效性。

关键词:PWM;整流器;空间矢量中图分类号:TM461文献标识码:A文章编号:1005-7641(2004)06-0031-040引言在静止的电力变换电路中,整流装置大约占近70%,重的污染,T.kataaoto等人提出PWM,PWM整流器[1]以其优越的性能广泛地应用于功率因数补偿、电能回馈、有源滤波等电力电子领域,近十几年来越来越受到学术界的关注。

目前研究热点较多集中在拓扑结构简单、动态响应迅速的电压型整流器上[4-5]。

作为降低谐波的有效措施,PWM技术很早就应用于逆变电源。

将PWM技术引入整流器,则可获得单位功率因数和非常接近正弦的输入电流。

由于电压空间矢量技术对直流电压利用率高,便于数字化实现,在传动领域中得到了广泛的应用。

而将其用于整流器,则在实现中存在一定的困难,如空间矢量的定向、矢量作用时间的计算、矢量位置的判断等,导致控制算法计算复杂,不易于实现。

常规的电压空间矢量控制算法需要进行复杂的正弦函数和反正切函数运算,在实际控制系统中实现起来困难,同时也影响了系统的动态性能。

本文提出了一种基于电压空间矢量的简化算法,根据参考电压的收稿日期:2003-11-24作者简介:赵葵银(1968-),男,湖南邵东人,副教授,硕士研究生,主要从事电力电子技术与交、直流传动控制的教学和科研工作;王辉(1962-),男,湖南沅江人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事电力电子技术与电力系统自动化的教学和科研工作;吴峻(1969-),男,湖南平江人,讲师,硕士研究生,主要从事信息电子技术的教学和科研工作。

基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计

基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM整流器在工业生产中得到了广泛应用。

本文将基于数字信号处理（DSP）技术，设计一个三相电压型PWM整流器控制系统。

首先，我们需要了解三相电压型PWM整流器的基本原理。

该型整流器的输入为三相交流电源，输出为直流电压。

其控制系统的目的是通过改变整流器的开关状态，调节输出的直流电压和电流。

在设计整流器控制系统之前，首先要确定系统的需求和性能指标。

常见的性能指标包括输出电压稳定性、输出电流波形质量和响应速度等。

接下来，我们可以开始设计整流器控制系统。

整体上，该系统可以分为三个部分：传感器模块、控制模块和功率器件模块。

传感器模块用于采集整流器的输入和输出信号，并将其转化为数字信号。

传感器模块中常用的传感器有电流传感器和电压传感器。

电流传感器可以测量整流器的输出电流，并将其转化为电压信号。

电压传感器可以测量整流器的输入和输出电压，并将其转化为电压信号。

这些信号将通过模数转换器（ADC）转化为数字信号，供DSP进行后续处理。

控制模块是整个系统的核心，主要负责计算控制算法，并生成PWM信号。

在控制模块中，我们将运用DSP的高性能计算能力，实现整流器的高精度控制。

常用的控制算法有比例积分（PI）控制算法和模型预测控制（MPC）算法。

比例积分控制算法可以根据误差信号调节PWM占空比，实现系统的闭环控制。

模型预测控制算法则采用预测模型，通过优化计算，实现系统的最优控制。

功率器件模块负责驱动整流器的功率器件，控制整流器的开关状态。

常用的功率器件有晶闸管（SCR）、双向可控硅（TRIAC）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等。

功率器件的驱动和保护电路需要根据实际情况进行设计。

设计完成后，需要进行系统的仿真和验证。

我们可以采用MATLAB/Simulink等软件进行仿真，验证系统的性能和稳定性。

根据仿真结果，可以进一步优化控制算法和参数，提高整流器的控制精度。

基于DSP的全数字三相电流型PWM整流器的应用研究

1 系统结构与控制原理
1.1 主电路结构及其参数选择三相电流型 PWM 整流器的主电路结构如图 1 所示， LC 为交流侧滤波器， Ldc 为直流侧平波电抗器。
1
1.2 系统控制原理系统控制原理基于三相 CSR 实现网侧单位功率因数运行时网侧相电动势与对应相电流同相位。具体控制过程为将检测环节得到的直流侧电流实际值与参考值之间的偏差经 PI 调节限幅后生成调制比 m,将 m 与对应相调制正弦波信号相乘得到对应相电流调制信号指令，进而与高频三角载波比较，所得到的二值逻辑 SPWM 脉冲经 2/3 逻辑变换生成三值逻辑 SPWM 脉冲作为整流电路各开关器件的控制信号，从而在整流器输出端获得所需波形的电流，其系统控制流程如图 2 所示。该控制方法的优点是动态响应好，开关频率固定，电路简单，对高频的系统具有较好的控制特性，且输出波形中含有载波频率固定，容易滤除，易实现整流器的全数字控制。
-1 -1 -1 000 +1 +1 +1 001 010
然而，对于三相电流型PWM整流器(CSR),若要实现其交流侧电流的PWM控制，则任一瞬间上、下侧桥臂各只有一个功率开关管导通，且不存在同一侧桥臂(上侧或下侧)同时有两个功率开关管导通的情况。这样，若研究三相CSR同一桥臂上、下侧功率开关管的通、断情况，则存在上侧管导通而下侧管关断、下侧管关断而上侧管导通、上下侧管全导通或全关断共计四种情况，定义三值逻辑开关函数，则
1.3 三值逻辑发生电路对于三相电压型PWM整流器(VSR)，其控制常采用二值逻辑PWM技术，即对同一桥臂，或上侧功率管导通，或下侧功率管导通，而不存在同一桥臂上、下侧功率管同时导通或者同时关断的情况。若以双极性二值逻辑开关函数 p加以描述，则

基于DSP的PWM整流技术研究

基于DSP的PWM整流技术研究
引言整流器作为一种AC／DC 变换装置，其发展经历了由不可控整流器(二极管整流)、相控整流器(晶闸管整流)到PWM 整流器(门极可关断功率开关管)的发展历程。

晶闸管相控整流和二极管不可控整流对电网谐波污染严重，且网侧功率因数低。

PWM 整流器已对传统的相控及二极管整流器进行了全面的改进。

TMS320LF2407 具有快速的数据处理能力和丰富的硬件资源，作为控制芯片可以提高系统的实时响应能力和控制精度，已经被广泛应用于电气自动化控制的各个领域。

1 总体设计及硬件电路图1 为PWM 整流器系统硬件框图。

在这个系统中，TMS320LF2407 为数字控制芯片，整流器采用SVPWM 控制策略。

系统硬件由主电路、直流电压检测电路、交流侧输入电流检测电路、过零检测电路和保护电路等组成。

DSP 采集直流电压检测电路检测的电压值和交流电流检测电路检测的电流值，通过SVPWM 控制算法，产生6 路PWM 脉冲通过驱动模块去控制整流桥功率管的导通和关断。

当发生故障时，DSP 封锁PWM 输出。

1．1 主电路图2 为三相PWM 整流桥主电路，包括交流侧的电感、电阻、直流输出电容，以及由全控开关器件和续流二极管组成的三相半桥电路。

ua、ub、uc 为电源电压，L 为交流侧滤波电感，主要作用为隔离电网电动势与交流侧电压，滤除交流侧PWM 谐波电流，实现PWM 整流器交流侧正弦波电流控制。

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基于DSP的单相PWM整流器

以ＴＭｓ３２０Ｆ２４０为控制核心，由ＴＭＳ３２０Ｆ２４０的最小系统、电网
侧电压检测电路、交流侧电流检测电路、ＰｗＭ输出直流电压检
测电路以及故障处理电路等组成。电网侧电压信号经过处理
后得到同步信号，该同步信号送给ＴＭｓ３２０ｆ猢的捕捉单元。
主回路由ＩＧＢＴ单相整流桥、交流侧电感、直流滤波电容、驱动
模块等组成。单相ＰｗＭ整流器额定容量按１００ｋｗ设计，ＩＧＢＴ
能。试验结果证实了所设计的整流器能实现交流侧电流的正弦化，交流侧电压和电流的同相位，以及输出稳定的直流电
压关。键词：硎整流器；ＤＳＰ；２ＳＤ３１５Ａ
中圈分类号：ｎ惭１．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—１８４ｌ（２００８）０２—００５６—０２
Ｓｉｎｇｌｅ．ＰｈａｓｅＰＷＭＲｅｃｔｉ６ｅｒＢａｓｅｄｏｎＤＳＰ
从实验结果可以看出，ＰｗＭ整流器能实现交流侧电流的
正弦化，交流侧电压和电流的同相位，能输出稳定的直流电压，
达到了ＰｗＭ整流器的设计要求。
（下转第６０页）
ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅ鲫ｄＳｅｎｓｏｒ
Ｆｅｂ．２００８
图４反馈控制电路
图５手触摸桌面过程中示波器观测到的加速度信号（上接第５７页）
ＣＨＥＮＧＳｈ锄－ｎ地ｉ，ＷＡＮｓｈｕ—ｙ１Ｊｎ，ＤＵＡＮＺｈｅｎｇ－ｃｈｅｎｇ
（Ｈ峨幽。驾Ｕｎｉｖ吣ｉ锣ｏｆＳｄ蛐ｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ舒，Ｗｌｌｈ蛆４姗４，Ｃｍｍ）
Ａｂｓ蛔ｃｔ：鸭ｅｓｃｈｅ蛳０ｆ８ｉｎ出ｅ－ｐｈ够ｅ聊Ｍｒｅｃ曲ｅｒｗ∞ｐ弛ｓｅｎｔｅｄｏｎｔｌｌｅｂ聃ｉｓｏｆ肌ａｌｙｚｉＩｌｇｔｈｅ砸ｎｃｉｐｌｅ０ｆｔｈｅｓｉ叫ｅ—ｐｈ撤
正弦角度系数。２ＳＤ３１５Ａ驱动模块输出的两个桥臂的短路故

基于DSP的三相电流型PWM整流器的应用研究的开题报告

基于DSP的三相电流型PWM整流器的应用研究的开题报告一、研究背景随着电力电子技术和微处理器技术的不断发展，PWM整流器在工业和家用电器应用中得到了广泛的应用。

其中，三相电流型PWM整流器是一种重要的电力电子设备，可以将交流电转换为直流电供给直流负载。

在这种整流器中，运用了DSP技术，使得整流控制精确、可靠性高。

本研究旨在探讨基于DSP的三相电流型PWM整流器的应用研究，为该技术的推广应用提供理论依据和技术支持。

二、研究内容和方法1. 研究内容（1）三相电流型PWM整流器的原理及其控制方法。

（2）DSP技术在三相电流型PWM整流器中的应用及其优势。

（3）基于DSP的三相电流型PWM整流器的硬件和软件设计。

（4）基于DSP的三相电流型PWM整流器的性能分析和优化。

2.研究方法（1）文献调研和理论分析。

通过查阅相关文献和资料，归纳整合三相电流型PWM整流器的原理、控制方法、DSP技术的应用等方面的内容，进行深入分析和研究。

（2）硬件和软件设计。

通过选择合适的DSP芯片和外围器件，设计出基于DSP的三相电流型PWM整流器的硬件电路，同时编写相应的软件程序，实现控制算法和控制策略。

（3）性能分析和优化。

通过实验测试和模拟仿真，对基于DSP的三相电流型PWM整流器进行性能测试和分析，探讨其优化方法。

三、研究意义本研究将有助于推广应用基于DSP的三相电流型PWM整流器，为工业和家用电器应用中的电力电子技术提供更多的选择和更稳定的基础。

同时，本研究也将探索DSP技术在电力电子领域的应用，促进该技术的深入研究和发展。

四、预期成果本研究预期将设计成功基于DSP的三相电流型PWM整流器，包括硬件和软件部分，能够实现精确的电压和电流控制。

同时，本研究也将对该整流器的性能进行测试和分析，提出相应的优化措施，使其具有更为优良的性能和更高的稳定性。

同时，还将进行相关技术分析和论文撰写，推广该技术的应用。

基于DSP控制的电压型PWM整流器

基于DSP控制的电压型PWM整流器
摘要根据PWM整流电路的工作原理，分析了PWM整流控制方式，采用滞环电流控制方式，以TMS320F2812为控制器组建了电压型PWM整流器双闭环自动控制系统。

实验结果表明，该系统具有良好的静态、动态性能。

为设计PWM整流器提供了一定的理论依据。

关键词PWM整流；滞环电流控制；DSP
工业中的变流器大多需要整流环节，以获得直流电压。

常规的整流环节一般采用二极管布控整流或晶闸管相控整流，虽然电路简单、经济可靠，但存在以下问题：网侧电流波形严重畸变，造成功率因数低，最高功率因数约为0．8；大量无功功率的消耗会给电网带来额外负担，不仅增加了输电线路的损耗，而且严重影响了供电质量；输入电流中含有丰富的低次谐波电流，带来电网污染。

而应用MOSFET、IGBT等全控器件、采用PWM整流技术，
可以使网侧电流正弦化，变流器可运行于单位功率因数，能量可以双向流动，真正实现绿色电能转换。

因此，对其进行研究将会促进新型整流技术的快速发展。

文中以三相电压型PWM整流器为研究对象，以TMS320F2812为控制器，组建PWM整流器双闭环自动控制系统，对其进行分析研究。

1 控制方法分析
1．1 PWM整流控制方式
不断发展的PWM整流器有许多种控制方法，就电压型PWM整流器的控
制方式而言，主要分为间接电流控制和直接电流控制。

间接电流控制是指通过控制整流器输入端电压，使其与电源电压保持一定的幅值相位关系，从而控制交流侧输入电流呈正弦波形，使装置运行在单位功率因数状态。

直接电。

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基于DSP的PWM整流技术研究
整流器作为一种AC／DC变换装置，其发展经历了由不可控整流器(二
极管整流)、相控整流器(晶闸管整流)到PWM整流器(门极可关断功率开关管)的发展历程。

晶闸管相控整流和二极管不可控整流对电网谐波污染严重，且网侧功率因数低。

PWM整流器已对传统的相控及二极管整流器进行了全面
的改进。

TMS320LF2407具有快速的数据处理能力和丰富的硬件资源，作为控制芯片可以提高系统的实时响应能力和控制精度，已经被广泛应用于电气自动化控制的各个领域。

1 总体设计及硬件电路
图1为PWM整流器系统硬件框图。

在这个系统中，TMS320LF2407为数
字控制芯片，整流器采用SVPWM控制策略。

系统硬件由主电路、直流电压检测电路、交流侧输入电流检测电路、过零检测电路和保护电路等组成。

DSP采集直流电压检测电路检测的电压值和交流电流检测电路检测的电流值，通过SVPWM控制算法，产生6路PWM脉冲通过驱动模块去控制整流桥功率管的导通和关断。

当发生故障时，DSP封锁PWM输出。

1．1 主电路
图2为三相PWM整流桥主电路，包括交流侧的电感、电阻、直流输出电容，以及由全控开关器件和续流二极管组成的三相半桥电路。

ua、ub、uc为电源电压，L为交流侧滤波电感，主要作用为隔离电网电动势与交流侧电压，滤除交流侧PWM谐波电流，实现PWM整流器交流侧正弦波电流控制。

电阻R为滤波电感L的等效电阻和功率开关管损耗等效电阻的合并，C为。