TMS320F2812在数字化三相变频电源中的应用

　　变频电源作为电源系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显着优点而备受青睐。变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。三相变频电源以MPWM方式制作，用主动元件IGBT模块设计使本机容量可达200KVA,以隔离变压器输入及输出，来增加整机稳定性，特别适应感性，容性及特殊负载，负载测试和寿命试验可靠性高。三相变频电源特点： 1.高频MPWM设计，IGBT功率推动，体积小、可靠性高、噪音低。2.效率达85%以上。3.反应快速，对100%除载/加载，稳压反应时间在2ms以内。4.超载能力强，瞬间电流能承受额定电流的300%5.波峰因素比(CREST FACTOR RATIO)高于3:1.6.具过压、过流、超温等多重保护及报警装置因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。

　　l 工作原理

　　系统总体电路结构由主回路、控制电路、采样电路、反馈电路和各类保护电路等部分组成，系统原理图如图1所示。

　　1.1 主回路及工作原理

　　主回路中有三大部分组成：整流滤波电路、三相全桥逆变电路和三相无源滤波电路。整流滤波电路将单相交流电变成直流电，三相全桥逆变电路将直流电变成三相交流电，三相交流电经过三相滤波电路后得到标准的三相正弦波电源，主回路原理图如图2所示。

　　1.2 控制回路工作原理

　　控制电路的调制波采用SPWM波，对正弦波输出变频电源进行SPWM调制，数字化控制，是以TMS320F2812数字信号处理器为主控芯片，实现电源的最佳控制。控制回路原理图如图3所示。

　　1.3 控制策略

　　电源利用TMS320F2812中的事件管理器，采用SPWM调制的方式，逆变器输出信号经三相无源滤波后得到标准的正弦波。控制结构图如图4所示。

　　1.4 软启动功能及故障处理

　　电源系统设置了软启动功能、开路保护、短路保护、MOSFET过流保护、缺相保护和负载不对称保护。

　　电源控制系统有三种工作模式：正常工作模式，启动模式及保护模式。

　　当电源开始工作或者在故障后启动的时候，为了防止负载侧电压上升过快而导致电路故障，我们采用软启动的方法，这时，控制系统处于启动模式下。软启动包括两个部分。首先，在输入侧通过对输入的三相电压慢慢升压的方式，我们可以保证逆变电路不会因母线电压直接加上去而导致故障的发生。另外，在逆变电路的控制过程中，我们需要采用闭环控制方法，通过采样记录分析的数据调整驱动信号频率，当负载侧电压上升到一定值的时候，我们再将电路转入正常工作的模式之下，所以在软启动条件下，负载侧不会因瞬间出现的高电压而发生故障。