摘要：在STM32F103VET6上完结了SVPWM输出。介绍了SVPWM的长处及原理。结合STM32F103VET6上的硬件资源，给出了SVPWM在高档定时器上完结的办法和三相桥式驱动电路的规划。剖析了该计划所占用的CPU资源。试验成果表明，该规划计划可行，能够完结SVPWM输出。
关键词：SVPWM；STM32；定时器；三相桥式驱动
导言
SVPWM与SPWM比较，是一种比较新颖的操控办法，能够使输出电流波形尽可能接近于抱负的正弦波形，使直流母线电压的利用率有了很大进步。SVPWM首要应用在变频器范畴，操控进程中需求对坐标进行改换及核算输出时刻，所以整个进程有必定的核算量，使得51单片机无能为力。人们只能选用价格昂贵、内部资源偏少的DSP作为操控芯片。跟着STM32系列芯片的呈现，其丰厚的片内资源、较高的处理才干、极低的价格，使其得到开发人员的喜爱。
1 SVPWM原理
在传统的三相桥式驱动电路中，MOS管的开关状况一共有8种组合。假如将这几种开关办法加到三个相差120°的绕组上，则会产生8个电压矢量。这8个电压矢量被称为基本空间电压矢量，如图1所示。为了能够得到一个圆形旋转磁场，SVPWM能够经过操控8个基本空间电压矢量的效果时刻，来组成每个扇区内的恣意电压矢量。
2 体系规划计划
2．1 操控芯片
选用STMicroelectronics公司的STM32F103VET6作为其操控芯片，其内核为ARM公司Cortex—M3，最高时钟频率可达72 MHz，包含512K片内FLASH、64K片内RAM、ADC、SPI、CAN、FSMC等丰厚的内部资源。STM32F103VET6内部包含8个定时器，其中有2个高档定时器，一切的定时器都包含一个16位主动装载寄存器。高档定时器支撑嵌入死区时刻的互补PWM，并且支撑刹车信号的输入，所以十分合适应用在变频器、电机操控器等场合。
2．2 定时器作业方式
依据SVPWM的快速算法能够得到各个基本空间电压矢量的效果时刻和输出次序。知道输出次序后，就能够确认高档定时器的作业方式。因为SVPWM的输出波形是很对称的，所以选用TIM1的中心对齐方式：
TIM_TimeBaseStructure．TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_CenterAlignedl；
此方式下，计数器从0开端计数到主动加载值减1，一起产生一个计数器溢出事情。然后向下计数到1，并且产生一个计数器下溢事情，再从0开端从头计数。
2．3 定时器计数周期
为了进步定时器的分辨率，直接将72 MHz作为定时器的计数时钟，没有任何预分频。假定SVPWM的调制频率为frq，则能够核算时刻基的计数值tpwm：
TIM_CLOCK是定时器的计数频率，本体系为72 MHz。假如调制频率设为20 kHz，则计数器的值则为3 600。
2．4 波形输出
TIM1的CH1、CH1N、CH2、CH2N、CH3、CH3N通道对应的GPIO引脚须设为GPIO_Mode_AF_PP方式才干正常输出。依据各个基本空间电压矢量的效果时刻，能够核算出TIM1上三个通道各自的OCRx值。图2为各个通道OCRx的值对应的输出波形。
2．5 中止子程序
为了削减中止的时刻，在中止程序中仅保留了输出SVPWM所必要的运算及对TIM1必要的操作。整个程序中的一切的电压量悉数转化为标幺值。因为STM32是一款32位的操控器，所以需求参加核算值都选用Q15的方式，这样能够在进步精度的一起确保乘法运算不会溢出。中止子程序的流程如图3所示。
2．6 CPU资源占用剖析
由图2能够看出，在定时器输出波形时有两个触发产生。TIM1_CH4能够用来触发芯片的其他功用(如ADC采样)，这样就能够主动完结一些作业，避免耗费CPU资源。
为了在一个周期调制完结后立刻进行下一个周期的调制，下次调制的时刻需求提早核算，此刻就必须翻开定时器的预装载功用。在产生计数器溢出中止后，核算下一次调制时各个通道的时刻。核算完结后将成果写入预装载寄存器，以便在下次更新时写入新的比较值。能够看出，SVPWM只在中止中耗费了CPU的一点资源用来核算，其他满是定时器主动完结，并且在两次调制之间没有任何推迟。
3 体系试验
3．1 试验硬件电路
试验硬件电路包含主控芯片及外围电路、MOS驱动器和由6个MOS管组成的逆变器。其部分电路如图4所示。ADUM3223驱动器的输入来自STM32F103VET6中TIM1的CH1和CH1N，两者为互补输出。使能输入端连接到芯片的PE15引脚，并且有一个4．7 KΩ的上拉电阻。在输出端的高端规划了一个泵电源，确保高端MOS管能够牢靠导通。R1用来确保充电速度不会过快，可依据实践需求更改巨细。在MOS管的栅极有一个限流电阻，用来避免MOS管漏源极电压dv／dt太大，导致损坏。
3．2 试验成果
因为SVPWM的输入为αβ坐标系下的Uα和Uβ，在让矢量运转轨道为圆形时特别困难，所以在输入端前加入了一个Park改换算法，使其变为Ud和Uq。这样只需求设置组成矢量的视点和巨细，而视点能够人为设为一个匀速圆周运动的值。图5为榜首扇区下的调制输出波形。图6为矢量圆周运动时，输出相电压滤波后的马鞍波形。
结语
由试验成果可知，该规划计划能够方便地完结SVPWM输出，核算量并不大。其功用首要是靠硬件完结，所以占用CPU资源很少，完全能够当作一个模块应用到其他场合中。
