基于TMS320F2812 的逆變電源控制器的設計與研究

近年來，現代逆變電源越來越趨向于高頻化，高性能，模塊化，數字化和智能化。文中研制的逆變電源控制系統以TMS320F2812作為控制核心，它是一種支持實時仿真的32位微控制器，內部具有UART、SCI總線、SpI總線、pWM、按時器、ADC、CAN總線控制器等眾多外圍部件，功能強大。緊要實現pWM出現、AD轉換、DA轉換、SCI、開關量測試、繼電器驅動以及其他信號控制。

1基于TMS320F2812逆變電源的總體設計

1.1DSp控制器TMS320F2812性能

TMS320F2812芯片是TMS320C28x系列中的一種，它采用先進的改進型哈佛結構，其程序存儲器和數據存儲器具有各自的總線結構，從而它的解決能力達到最大;它的指令執行速度為150MIpS,這種高性能使復雜控制算法的實時執行成為可能。同時，其CpU支持基于C/C++編程，很大程度上減輕了開發者的負擔。TMS320F2812芯片的緊要性能如下：

1)高性能靜態CMOS(StaticCMOS)技術時鐘頻率為150MHz,時鐘周期為6.67ns.低功耗(核心電壓1.8V,I/O口電壓和flash編程電壓均為3.3V)

2)高性能32位中央解決器32位算術邏輯單元(ALU)，可得64位計算結果，哈佛總線結構，八級流水線，獨立存儲器空間，可達4M字的程序地址和數據地址

3)片內存儲器和外部存儲器接口片內存儲器蘊含：128kFlash存儲器，1kOTp型只讀存儲器，18kSARAM外部存儲器接口包括：多達1M的存儲器，可編程等待狀態數，可編程讀寫選通(StrobeTiming)，3個獨立的片選端

4)最多有56個獨立的可編程、多用途輸入輸出(GpIO)引腳5)豐富的串口外圍設備串行外圍接口SpI,采用標準的UART的串行通信接口SCIS,改進的局域網絡eCAN以及多通道緩沖串行接口McBSp

1.2電源總體結構

本文研究的是基于TMS320F2812的電源系統，系統總體結構由主電路和控制電路組成，系統總體結構圖如圖1所示。

1.3主回路結構主回路由兩大部分組成：整流濾波電路和三相全橋逆變電路。整流濾波電路將三相交流電變成直流電，三相全橋逆變電路將直流電變成三相交流電。主回路結構示意圖如圖2所示。

圖中U、V、W為三相交流電源輸入，采用了三相可控整流電路，通過改變直流母線電壓的方式來改變輸出脈沖的電壓。整流部分采用了2組晶閘管整流模塊，分別為逆變器輸出的正脈沖和負脈沖供電。通過控制晶閘管的觸發角就能控制直流母線電壓。逆變電路是該系統的核心部分，輸出脈沖的頻率、占空比、脈沖個數、死區時間、出產模式以及出產時間段都是通過逆變電路進行控制。

2控制系統硬件設計

2.1控制器的組成

控制器以TMS320F2812數字信號解決器為主控芯片，緊要實現pWM出現、AD轉換、DA轉換、SCI、開關量測試、繼電器驅動以及其他信號控制。A/D轉換部分：信號前端解決，分別采集正負脈沖電壓值和電流值D/A轉換部分：將設置值轉換為晶閘管的觸發角，并把該值送到相應的晶閘管模塊輸入輸出部分：出現一些輸入和輸出信號，緊要是pWM、開關量以及繼電器驅動控制器總體結構示意圖如圖3所示。

2.2IGBT的選型

逆變電路承擔功率輸出的任務。每一個橋臂上采用多個較小開關容量的IGBT進行并聯，用多組IGBT實現脈沖功率信號的輸出。2.2.1IGBT額定電壓UCEp的確定IGBT位于逆變橋上，其輸入端與電力電容并聯，起到了緩沖波動和干擾的用途，因此，在設計時可以適當的降低安全欲量。最大集射間電壓為：

式中的1.1為電壓的波動系數。關斷時峰值電壓按式(2)計算。

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