專利名稱：基于dsp的三電平spwm波形的產生方法
技術領域：
本發明涉及一種形成三電平SPWM波形的方法，尤其涉及一種基于 DSP的三電平SPWM波形的生產方法，主要應用于USP中。
背景技術：
三電平中點箝位型逆變器是最常用的電路拓撲，驅動產生三相三電平 SPWM的波形的關鍵。傳統的SPWM波形產生方法將三角載波與正弦波經 過比較器之后，得到一系列占空比可調的PWM。
隨著數字信號處理器件的不斷發展，TI公司專門針對電機控制的C2000 系列DSP芯片的出現，芯片內部集成的EVA， EVB組件使得軟件編寫PWM 驅動信號很容易，那么驅動波形的側重點就轉移到占空比可調的PWM技術 實現算法上。
現有技術一
利用DSP的事件管理器模塊的3個全比較單元，通過定時器，死區發生 單元及輸出邏輯，采用算法來生成三相12路三電平SPWM波形。不規則對 稱采樣法算法主要流程圖如圖l所示。算法思路與實現如下 A:SPWM信號產生的原理，以A相為例
根據流程圖，在計數下溢中斷程序內，計算第N個載波周期內的開關時 間(不規則對稱采樣法在每個載波周期內，對三角形的波峰和波谷各采 樣一次，對取得的兩次Ton的值求平均就是占空比表達式)，并將其裝入比 較寄存器CMPRX中。其中Ts表示采樣周期，通常程序里的開關周期與采樣 周期相等，Vo= (Am/Ac) Tc/2;在這里Am表示正弦的幅值，Ac表示三角
3載波的幅值。
A相占空比表達式(《/4.)H/2"(sin《+sin《)。 現有技術二
方法思路同上基本一樣，但在實現SPWM方法歩驟上不同，算法思路 現以載波頻率20K，正弦波頻率50HZ為準，其實現流程制作一周期400個 點的正弦表格，將這些值存儲在一數組中，直接査表判斷每個取樣點值的 大小，并作出相應的處理，A相波形出來之后，在此基礎上修改査表的指針
的初時位置，得到三相三電平SPWM，現以產生A相主要流程圖---如圖
2所示。
現有技術在算占空比子程序上很繁瑣，尤其是在每個過零點都要討論， A， B， C三相的分隔點也要討論。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是合理的利用DSP的溢出資源，比較合理、 簡單地產生可靠的三電平SPWM信號，不需要額外地對產生信號進行多方 面的分析；提供一種只需要合理利用溢出中斷就能夠解決產生占空比可變 的SPWM信號，而且產生波形的效果和現有的一樣；這樣，可在DSP中能 夠節省大量的存儲空間。
為解決上述技術問題，本發明提供一種基于DSP的三相三電平SPWM 波形的生產方法，采用如下技術方案
基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法，其包含以下步驟
1) 建立依次交互通信連接的輸入模塊、運算模塊和輸出模塊，以及與 所述運算模塊交互通信連接的存儲模塊；
2) 通過運算模塊按如下程序進行
4i )記取數值N;
ii)同時分別查表計算bl=t*m*a [N]和b2 = t* { l+m*a [N]}, 其中N〈200時a [N] =a [n],當N^200時a [N] =—a [n—200];并 將其值分別存儲到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序計算并將al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；將一al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具體應用于模塊化UPS中。
根據DSP的溢出規律當輸出值大于計數器最大值時會以計數器最大 值輸出，當輸出值小于零時，輸出為零；可以充分利用這一點，在此可以 不用去分情況考慮在三電平SPWM波中前后的關系。
具體實施方式
軟件部分占空比計算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以產生50HZ正弦為例
從考慮所占資源，計算速度來看，制作半周期正弦表格，在占空比計 算子程序中，先確定A相的CMPR所要求賦給的值，考慮到正弦信號的對 稱性，在一周期360度中，在0-180度的時候查取正弦表格的值，然后對査 出的值做處理，180到360度時給予CMPR —個固定的占空比的值以實現A 相的SPWM信號的產生，在此基礎上，將A相查表指針后移2/3和4/3分 別得到B， C兩相。
A相產生主要流程圖如下
在上述流程圖中N<200時a[N]=a[n];當N^200時a[N]=-a[n-200];
在EV中計數最大值為t，充分利用DSP的溢出，當N〈200時，bl的 值為正，且小于t，當N^200時，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當N^200 時輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規律變化的PWM。同理，當N<200時，b2^t，因記數最大值為t，溢出，此時CMPR2 的值為t，當N〈200時，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規律變化的PWM。
在上述流程圖中N<200時a[N]=a[n];當N^200時a[N]二a[n-200];
在EV中計數最大值為t，充分利用DSP的溢出，當N<200時，bl的 值為正，且小于t，當NS200時，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當N^200 時輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規律變化的PWM。
同理，當N<200時，b2^t，因記數最大值為t，溢出，此時CMPR2 的值為t，當N〈200時，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規律變化的PWM。
本發明技術方案帶來如下有益效果
充分利用了DSP的下溢這個概念，使程序編譯起來簡單，節省了DSP 處理的大量時間和內部資源。由于優化了算法，可以使程序員有大量的時 間用在控制算法上。
對于用模擬電路產生SPWM來說，此種方法能夠節約成本，而且便于 控制。對于已有的其他數字方法產生的SPWM來說，此種方法節約大量 DSP內部資源。
圖1是現有技術一工作原理程序流程圖； 圖2是現有技術二工作原理程序流程圖； 圖3是A相三電平SPWM信號圖4是圖3三相濾波之后的波形圖5是本發明中斷程序流程圖；圖6是本發明工作原理框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施方式
，對本發明作進一步說明。
參照附圖5和圖6，基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法，其包 含以下步驟
1) 建立依次交互通信連接的輸入模塊、運算模塊和輸出模塊，以及與 所述運算模塊交互通信連接的存儲模塊；
2) 通過運算模塊按如下程序進行 i )記取數值N;
ii)同時分別查表計算bl=t*m*a [N]和b2二" {l+m*a [N]}, 其中N〈200時a [N] 二a [n],當N^200時a [N] =—a [n—200];并 將其值分別存儲到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序計算并將al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；將一al [N]賦值給EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具體應用于模塊化UPS中。
根據DSP的溢出規律當輸出值大于計數器最大值時會以計數器最大 值輸出，當輸出值小于零時，輸出為零；可以充分利用這一點，在此可以 不用去分情況考慮在三電平SPWM波中前后的關系。
具體實施方式
軟件部分占空比計算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以產生50HZ正弦為例
從考慮所占資源，計算速度來看，制作半周期正弦表格，在占空比計 算子程序中，先確定A相的CMPR所要求賦給的值，考慮到正弦信號的對 稱性，在一周期360度中，在0-180度的時候查取正弦表格的值，然后對查出的值做處理，180到360度時給予CMPR —個固定的占空比的值以實現A 相的SPWM信號的產生，在此基礎上，將A相查表指針后移2/3和4/3分 別得到B， C兩相。
A相產生主要流程圖如下
在上述流程圖中N<200時a[N]=a[n];當N^200時a[N]=-a[n-200];
在EV中計數最大值為t，充分利用DSP的溢出，當N〈200時，bl的 值為正，且小于t，當N^200時，t〈0，但DSP中輸出全為高電平，故當N2200 時輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規律變化的PWM。
同理，當N<200時，b2^t，因記數最大值為t，溢出，此時CMPR2 的值為t，當N〈200時，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規律變化的PWM。產生波形見附圖3。
在上述流程圖中N<200時a[N]=a[n];當N^200時a[N]=-a[n-200];
在EV中計數最大值為t，充分利用DSP的溢出，當N〈200時，M的 值為正，且小于t，當N&200時，t<0，但DSP中輸出全為高電平，故當N2200 時輸出為0電平。CMPR1的值是滿足正弦規律變化的PWM。
同理，當N<200時，b2^t，因記數最大值為t，溢出，此時CMPR2 的值為t，當N〈200時，b2的值為正，且小于t。 CMPR2的值是滿足正弦 規律變化的PWM。產生波形見附圖3。
附圖3所示三電平SPWM信號濾波之后產生附圖4所示波形信號圖。
權利要求
1、一種基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法，其包含以下步驟1)建立依次交互通信連接的輸入模塊、運算模塊和輸出模塊，以及與所述運算模塊交互通信連接的存儲模塊；2)通過運算模塊按如下程序進行i)記取數值N；ii)同時分別查表計算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N<200時a[N]＝a[n]，當N≥200時a[N]＝—a[n—200]；并將其值分別存儲到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序計算并將a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；將—a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
2.根據權利要求1所述基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法， 其具體應用于模塊化UPS中。
全文摘要
本發明涉及一種形成三電平SPWM波形的方法，尤其涉及一種基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法，主要應用于USP中。本發明采用如下技術方案基于DSP的三電平SPWM波形的生產方法，其包含以下步驟1)建立依次交互通信連接的輸入模塊、運算模塊和輸出模塊，以及與所述運算模塊交互通信連接的存儲模塊；2)通過運算模塊按如下程序進行i)記取數值N；ii)同時分別查表計算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N＜200時a[N]＝a[n]，當N≥200時a[N]＝-a[n-200]；并將其值分別存儲到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序計算并將a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；將-a1[N]賦值給EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
文檔編號H02M7/42GK101478254SQ20091010489
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月12日 優先權日2009年1月12日
發明者芬 謝 申請人:廣東易事特電源股份有限公司