基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器及其仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器及其仿真方法，所述逆变器包括光伏电池模块、级联H桥及DSP控制模块；所述光伏电池模块包括三个光伏电池，所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述DSP控制模块包括采样模块、DSP核心板及ePWM模块；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。本发明专利技术解决了现有技术中的逆变器在特殊环境下容易出现各H桥传输功率不匹配控制。

【技术实现步骤摘要】
基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器及其仿真方法
本专利技术涉及电路
，特别涉及一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器及其仿真方法。
技术介绍
逆变器是一种DCtoAC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。现有技术中的逆变器在特殊环境(单个光伏电池板被遮挡)下容易出现各H桥传输功率不匹配控制。例如，在光照强度突变情况下，容易影响其响应速度和控制精度。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器及其仿真方法，解决了上述技术问题，达到了逆变器性能稳定的技术效果。第一方面，本专利技术提供一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器，所述逆变器包括光伏电池模块、级联H桥及DSP控制模块；所述光伏电池模块包括三个光伏电池，所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述DSP控制模块包括采样模块、DSP核心板及ePWM模块；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。优选的，所述逆变器还包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述三个H桥的输出的交流电级联，用于滤波。第二方面，本申请还提供一种应用于上述逆变器的仿真方法，所述仿真方法包括：步骤一，利用所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3，计算调整系数ri，和修正的调制比MHi；步骤二，通过所述DSP核心板的锁相环获得调制波信号相位角ωTs，其中，所述调制波信号相位角ωT是根据所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3计算得到的；步骤三，计算调制波相位角θk+1＝θk+ωTs；通过所述锁相环在θk＝0，计算θk+1的值；步骤四，根据载波和调制波划分区间，并根据划分的区间计算出3个H桥的6路占空比，列出每个区间的占空比的表格输入DSP核心板中；步骤五，根据步骤三中求得的调制波相位角θk+1为基准，计算出载波与调制波对应的区间，再分别计算出该区间内每一路ePWM信号的占空比，计算公式如下：步骤六，根据所述DSP核心板的锁相环获取调制波的对应相位角θ，根据对应相位角θ查找到对应的区间，根据该区间计算的占空比公式计算占空比值，表格查表计算出三个H桥对应的6路ePWM信号，根据ePWM信号控制三个H桥的门级开关，实现逆变过程的三个H桥的功率匹配；其中，N＝T1/T2,T1为载波周期，T2为调制波周期；θk+1为N项载波移相的第K+1个周期的相位角；ωTs为载波在一个周期内的相位角；δhia是第i路H桥的a路的占空比；δhib是第i路H桥的b路的占空比。优选的，所述计算调整系数ri，和修正的调制比MHi的计算公式分别为：其中，VPVi为第i个H桥光伏电池实际输出电压；Vrefi为第i个H桥光伏电池输出参考电压。本申请至少具有如下有益效果：本申请通过所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。DSP核心板同步控制所述三个H桥和传输功率分配控制策略，保证了所述逆变器运行稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1为本申请较佳实施方式基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器的示意图；图2为本申请一较佳实施方式基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器的仿真方法的流程图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。第一方面，本专利技术提供一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器，图1为本申请较佳实施方式基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器的示意图；请参阅图1，所述逆变器包括光伏电池模块、级联H桥及DSP控制模块；所述光伏电池模块包括三个光伏电池，所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述DSP控制模块包括采样模块、DSP核心板及ePWM模块；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。优选的，所述逆变器还包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述三个H桥的输出的交流电级联，用于滤波。第二方面，请参阅图2，本申请还提供所述仿真方法包括：步骤S110，利用所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3，计算调整系数ri，和修正的调制比MHi；其中，所述计算调整系数ri，和修正的调制比MHi的计算公式分别为：其中，VPVi为第i个H桥光伏电池实际输出电压；Vrefi为第i个H桥光伏电池输出参考电压。步骤S120，通过所述DSP核心板的锁相环获得调制波信号相位角ωTs，其中，所述调制波信号相位角ωTs是根据所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3计算得到的；步骤S130，计算调制波相位角θk+1＝θk+ωTs；通过所述锁相环在θk＝0，计算θk+1的值；步骤S140，根据载波和调制波划分区间，并根据划分的区间计算出3个H桥的6路占空比，列出每个区间的占空比的表格输入DSP核心板中；DSP核心板的锁相环根据CPS-PWM(载波移相调制)计算出的载波信号将载波分成多个区间，分别计算每个区间的占空比。因为为了保证精度，dsp的采样频率比较高，在一个周期内计算量很大,在实际应用中一般都先列出余弦值和调制比的参数表，让DSP查表运算，同时在程序中尽量多使用乘法。根据区间不同列出对应占空比的表格，但是根据对称性可知，一个载波周期内具有对成性所以可以简化一半。在一个调制波周期内根据三角函数的对称性也可以简化区间的范围，只用作好第一象限的表格，后边的象限可以根据对称性推到而成。因为调制波是类似正弦波的周期型号，我们只需要计算出一个周期的ePWM,皆可以推算出后面的周期，；通过所述锁相环在θk＝0，计算θk+1的值；计算调制波相位角θk+1＝θk+ωTs；θk+1为N项调制波的第K+1个周期的相位角，ωTs为载波在一个周期内的相位角。在一个周期内可以看到三个桥臂的6路ePWM信号和调制波信号的比较，为了计算方便人为的将它分成12个区间来计算占空比，请参见表1。表1一个周期内需要计算的占空比表格区间H1aH1bH2aH2bH3aH3b1δh1aδh1bδh2aδh2bδh3aδh3b2δh1aδh1bδh2aδh2bδh3a1-δh3b+td3δh1aδh1bδh2aδh2b1-δh3a+td1-δh3b+td4δh1aδh1bδh2a1-δh2b+td1-δh3a+td1-δh3b+td5δh1aδh1b1-δh2a+td1-δh2b+td1-δh3a+td1-δh3b+td6δh1a1-δh1b+td1-δh2a+td1-δh2b+td1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器，其特征在于，所述逆变器包括光伏电池模块、级联H桥及DSP控制模块；所述光伏电池模块包括三个光伏电池，所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述DSP控制模块包括采样模块、DSP核心板及ePWM模块；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的多电平级H桥功率匹配的逆变器，其特征在于，所述逆变器包括光伏电池模块、级联H桥及DSP控制模块；所述光伏电池模块包括三个光伏电池，所述三个光伏电池分别连接所述级联H桥的三个H桥；所述DSP控制模块包括采样模块、DSP核心板及ePWM模块；所述级联H桥与所述采样模块连接，所述采样模块与所述DSP核心板连接，所述DSP核心板与所述ePWM模块连接；所述三个H桥的门级分别接收所述ePWM模块产生的三路ePWM信号。2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述三个H桥的输出的交流电级联，用于滤波。3.一种应用于如权利要求1所述逆变器的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括：步骤一，利用所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3，计算调整系数ri，和修正的调制比MHi；步骤二，通过所述DSP核心板的锁相环获得调制波信号相位角ωTs，其中，所述调制波信号相位角ωTs是根据所述采样模块采集输入电压UH1、UH2，UH3计算得到的；步骤三，计算调制波相位角θk+1＝θk+ωTs；通过所述锁相环在θk＝0，计算θk+1的值；步骤四，根据载波和调制波划分区间，并根据划分的区间计算出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨辰，王斌，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42