一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法
【專利摘要】一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，該方法主要用于在DSP上實現倍頻正弦脈寬調制，即用較低的載波頻率實現較高的開關速度，用數字方法模擬正弦波輸出。包括計算PWM時鐘、載波頻率、調制波頻率、PWM周期值、調制波周期采樣點數確定、計算PWM比較值。本發明利用倍頻脈寬調制損耗低與DSP數字編程的靈活性的優點，實現了倍頻脈寬調制的數字化。
【專利說明】一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，應用于以數字方法實現正弦 波輸出，以較低的開關頻率實現較高的開關效果，適用于各種正弦脈寬調制的數字化場合。
【背景技術】
[0002] 正弦脈寬調制（SPWM)是利用沖量等效原理：大小、波形不相同的窄脈沖變量，只 要它們的沖量即變量對時間的積分相等，其作用效果相同。當沖量按正弦規律變化時，其作 用與直接施加正弦連續電壓效果相同，調節脈沖寬度使之按正弦規律變化，一系列斷續脈 沖在濾波之后將變成連續正弦值。
[0003] 正弦脈寬調制在實現方式上由以下幾種：雙極性脈寬調制、單極性脈寬調制、倍頻 脈寬調制等。其中雙極性脈寬調制、倍頻脈寬調制用模擬電路實現比較簡單，但由于采用上 下橋臂互補導通方案，需要對上下橋脈寬加入死區，模擬電路對加入死區實現比較復雜。隨 著DSP的普及，以及編程簡單方便，數字化脈寬調制得到廣泛應用。
[0004] PWM頻率提高，對于濾波器的設計帶來方便，使濾波器體積減小，但同時也會增加 開關管的損耗，因此需選用合理的PWM頻率，使開關損耗與濾波器達到折中的效果。
[0005] 現有技術采用DSP作為PWM發生器已比較普遍，而將單極性倍頻方式應用在DSP 中應用大都算法復雜，占用大量時間進行運算，降低了運行的實時性指標。本發明利用查表 和簡單運算相結合的方法，將單極性倍頻的損耗低與DSP軟件的靈活性結合起來，占用很 少的運算時間，可以達到良好的效果。
【發明內容】
[0006] 本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種倍頻正弦脈寬調制 的數字實現方法，用DSP的PWM模塊生成樂正弦脈寬調制波形，以低開關頻率達到了高開關 頻率的效果，實現了倍頻正弦脈寬調制的數字化。
[0007] 本發明的技術解決方案是：一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，步驟如下：
[0008] (1)利用DSP系統的全局時鐘f。,。，計算PWM模塊的時鐘頻率fT1 ;具體公式為：
【權利要求】
1. 一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，其特征在于步驟如下： (1) 利用DSP系統的全局時鐘f；s。，計算PWM模塊的時鐘頻率fT1 ;具體公式為： fn = ^fosc '> (2) 根據開關管的損耗和濾波器的尺寸確定載波頻率f。，所述開關管的損耗隨著f。的 升高而增大，濾波器的尺寸隨f。的升高而減小，f。的取值范圍為：5KHZ〈f；〈20KHZ ; (3) 由步驟⑴中PWM模塊的時鐘頻率fT1和步驟⑵中載波頻率f。計算PWM周期值 TlPR;具體公式為：; (4) 根據調制波頻率f；、載波頻率f。以及DSP系統的響應速度值計算周期采樣點數N; 具體公式為：W= ;所述DSP系統的響應速度值是對DSP系統實時處理速度的量化， J r 取值范圍為：a< 1 ; (5) 根據步驟（3)得到的PWM周期值TlPR和步驟（4)得到的采樣點數N，對調制波前 1/2周期、后1/2周期不同情況，按照不同計算公式得到PWM不同橋臂的比較值CMPRl和 CMPR2 ； 具體為： 調制波前1/2周期，CMPRUCMPR2的具體計算過程如下：
調制波后1/2周期，CMPRUCMPR2的具體計算過程如下：
CMPR2 =O 式中，T。為調制波周期； (6)DSP利用步驟（5)中求得的PWM不同橋臂的比較值CMPRl和CMPR2生成倍頻正弦脈 寬調制波。
2. 根據權利要求1所述的一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，其特征在于：所述 CMPRl和CMPR2的計算結果以表格形式存儲在DSP中。
3. 根據權利要求1所述的一種倍頻正弦脈寬調制的數字實現方法，其特征在于：所述 DSP系統是集成PWM模塊的TMS320LF2XXX系列。
【文檔編號】H02M7/501GK104467502SQ201410706892
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】常亞輝, 李新宇, 袁旭超, 郭立杰, 王曉瑜, 李建春 申請人:北京航天控制儀器研究所