摘要：跟着用电设备对高品质的电源和电能质量的需求日益增多，高功能逆变电源的研讨越来越遭到重视。首要介绍了逆变电源技能的开展现状，在介绍了TMS320F2812芯片的特性之后，具体剖析了根据TMS320F2812逆变电源操控器的硬件和软件规划，并对仿真成果进行剖析总结。成果表明，该逆变电源能够得到安稳的正弦波输出。
关键词：TMS320F2812；逆变电源；操控器；正弦波
在电力电子技能的运用及各种电源体系中，逆变电源技能均处于中心位置。逆变电源是一种选用开关方法的电能改换设备，它从沟通或直流输入取得稳压、稳频的沟通输出。近年来，现代逆变电源越来越趋向于高频化，高功能，模块化，数字化和智能化。
文中研发的逆变电源操控体系以TMS320F2812作为操控中心，它是一种支撑实时仿真的32位微操控器，内部具有UART、SCI总线、SPI总线、PWM、定时器、ADC、CAN总线操控器等很多外围部件，功能强大。首要完成PWM发生、AD转化、DA转化、SCI、开关量检测、继电器驱动以及其他信号操控。
1 根据TMS320F2812逆变电源的整体规划
1．1 DSP操控器TMS320F2812功能
TMS320F2812芯片是TMS320C28x系列中的一种，它选用先进的改善型哈佛结构，其程序存储器和数据存储器具有各自的总线结构，然后它的处理才能到达最大；它的指令履行速度为150 MIPS，这种高功能使杂乱操控算法的实时履行成为可能。一起，其CPU支撑根据C／C++编程，很大程度上减轻了开发者的担负。TMS320F2812芯片的首要功能如下：
1)高功能静态CMOS(Srate CMOS)技能
时钟频率为150 MHz，时钟周期为6．67 ns。
低功耗(中心电压1．8V，I／O口电压和flash编程电压均为3．3 V)
2)高功能32位中央处理器
32位算术逻辑单元(ALU)，可得64位计算成果，哈佛总线结构，八级流水线，独立存储器空间，可达4 M字的程序地址和数据地址
3)片内存储器和外部存储器接口
片内存储器包含：128 k Flash存储器，1 k OTP型只读存储器，18 k SARAM
外部存储器接口包含：多达1M的存储器，可编程等候状况数，可编程读写选通(Strobe Timing)，3个独立的片选端
4)最多有56个独立的可编程、多用途输入输出(GPIO)引脚
5)丰厚的串口外围设备
串行外围接口SPI，选用规范的UART的串行通讯接口SCIS，改善的局域网络eCAN以及多通道缓冲串行接口McBSP
1．2 电源整体结构
本文研讨的是根据TMS320F2812的电源体系，体系整体结构由主电路和操控电路组成，体系整体结构图如图1所示。
1．3 主回路结构
主回路由两大部分组成：整流滤波电路和三相全桥逆变电路。整流滤波电路将三相沟通电变成直流电，三相全桥逆变电路将直流电变成三相沟通电。主回路结构示意图如图2所示。
图中U、V、W为三相沟通电源输入，选用了三相可控整流电路，经过改动直流母线电压的方法来改动输出脉冲的电压。整流部分选用了2组晶闸管整流模块，别离为逆变器输出的正脉冲和负脉冲供电。经过操控晶闸管的触发角就能操控直流母线电压。逆变电路是该体系的中心部分，输出脉冲的频率、占空比、脉冲个数、死区时刻、加工形式以及加工时刻段都是经过逆变电路进行操控。
2 操控体系硬件规划
2．1 操控器的组成
操控器以TMS320F2812数字信号处理器为主控芯片，首要完成PWM发生、AD转化、DA转化、SCI、开关量检测、继电器驱动以及其他信号操控。
A／D转化部分：信号前端处理，别离收集正负脉冲电压值和电流值
D／A转化部分：将设置值转化为晶闸管的触发角，并把该值送到相应的晶闸管模块
输入输出部分：发生一些输入和输出信号，首要是PWM、开关量以及继电器驱动
操控器整体结构示意图如图3所示。
2．2 IGBT的选型
逆变电路承当功率输出的使命。每一个桥臂上选用多个较小开关容量的IGBT进行并联，用多组IGBT完成脉冲功率信号的输出。
2．2．1 IGBT额外电压UCEP的确认
IGBT坐落逆变桥上，其输入端与电力电容并联，起到了缓冲动摇和搅扰的效果，因而，在规划时能够恰当的下降安全欲量。最大集射间电压为：
式中，1．1为过电压维护系数；α为安全系数，一般取1．1；100为di／dt引起的尖峰电压。
选取时有必要使额外电压UCEP≥UCESP，考虑到IGBT的实践电压等级，这儿取UCEP=1 700 V。
2．2．2 IGBT额外电流IC的确认
流过IGBT的最大峰值电流为：
式中，Id(max)为最大均匀电流；α为输出脉冲的占空比，α=0．1时为最小占空比，%&&&&&%M为最大峰值电流。最大峰值电流继续的时刻为10 ms。考虑到电源输出的均匀电流较小，而峰值电流继续的时刻短的特色，本规划选用德国英飞凌公司的IGBT模块，类型：FF1200R17KE3(其耐压值为1 700 V，额外电流1 200 A)。
3 操控体系软件规划
3．1 软件的整体结构
软件部分首要包含SPWM的发生、A／D转化、PID调理、软启动和维护。根据TMS320F2812的操控电路是电源体系的中心，电源输出的正负脉冲个数、占空比、频率、加工时刻、工作方法、加工时刻段等参数都是由该操控电路的软件完成。经过正弦脉宽调制技能操控三相桥式逆变器，使其输出频率可调、幅值安稳的三相正弦电压。下面首要介绍主程序模块和SPW发生模块。
在主程序中，需检测体系是否呈现过压、欠压、过流毛病，假如呈现则把相应的标志寄存器置位，当查询到毛病标志置位后，切除毛病源。主程序流程图如图4所示。
3．2 PWM生成原理
为了发生PWM信号，运用一个定时器来重复PWM的周期，用一个比较寄存器来寄存调制值。定时器计数器的值不断地与比较寄存器进行比较，当两值匹配时，相关输出发生从低到高(或从高到低)的改变。当第2次匹配发生或周期结束时，相关引脚会发生另一个改变(从高到低或从低到高)。输出信号的改变时刻由比较寄存器的值决议。这个进程在每个定时器周期依照比较寄存器不同的值重复，这样便发生了PWM信号。
3．3 仿真规划
在DSP开发环境中测验三相全控整流电路输出电压波形，负载两头电压波形。输出5个正脉冲、占空比50％，5个负脉冲、占空比90％时的DSP输出的波形和逆变器带负载时的波形如图5、6所示。
从图中能够看出电源使用TMS320F2812中的事情管理器，选用SPWM调制的方法，逆变器输出信号接近于规范的正弦波。加上负载后电压波形呈现了畸变，这是因为整流后滤波%&&&&&%充放电的成果。
4 结束语
本文概述了逆变电源的数字操控战略，剖析了各自的优缺点，并具体介绍了根据TMS320F2812的主回路和操控回路的硬件和软件规划。结合TMS320F2812事情管理器EV单元，选用正弦脉宽调制(SPWM)技能，经过对SPWM程序进行规划和改善算法，能够有用的调理逆变电源输出的频率和有用值。经过对体系的逐步完善，可进一步进步电源的可靠性和安稳性。
