基于DSP实现SPWM波变频实验系统的设计

可以看到,为了实现实时的变压与变频,需要根据当前载波所在时间T做大量的运算,而这些运算都要求在一个载波周期内完成。以载波频率为15625Hz为例,其周期为64μs,若要求三相输出,则所有这些运算都要求在32μs内完成。这对于单片机而言,是完全不可能的。而对于DSP而言,其指令周期为50ns,且多为单周期指令,并且有单周期的乘法指令。因此,充分利用了DSP的强大运算能力,才最终实现了上述计算的实时完成。

(3)直接面积等效法的实现

根据直接面积等效法的公式,在Flash中存入1个cosX/2π的表,这样就可以尽可能简化不必要的运算。在实际计算时只需计算1次减法、1次乘法、1次除法即可。

程序流程图见图3。

基于DSP实现SPWM波变频实验系统的设计

3 、变频系统的最终实现

根据上述设计,使用IPM(智能功率模块)及相应的整流,滤波电路搭建了一变频实验系统。出于扩展的要求,使用单片机扩展了其的输入输出接口,使其具有更好的通用性。其硬件结构如图4所示。

基于DSP实现SPWM波变频实验系统的设计

如图4所示,基于DSP的SPWM控制系统中,包括三大模块:IPM智能功率模块、DSP处理器和单片机。DSP处理器用于实时产生PWM脉冲信号,用以控制IPM产生输出信号。单片机系统用于接受外部控制信号,负载端电压、电流的采样信号,各种电路保护信号等输入信号,一方面进行工作状态的实时显示,另一方面对实时采样的电压电流信号进行处理后,向DSP系统送去相应信号,使DSP在线调整SPWM信号,满足闭环工作的技术指标要求。这样的系统构成模式使系统功能模块化,可最大限度地发挥DSP的计算能力,调试方便,便于系统的功能扩充,为以后系统的升级换代提供了较为方便的条件。

通过该实验系统,实现了输出频率可在1~1000Hz内变化的SPWM波形的生成。其主要波形如图5所示。

基于DSP实现SPWM波变频实验系统的设计