基于ＤＳＰ和ＣＰＬＤ的逆变器驱动装置，包括嵌入式微处理器ＤＳＰ和ＣＰＬＤ驱动电路，一路Ａ相电压过零检测电路，一路ＣＡＮ通信电路，三路霍尔电压传感器电路，三路霍尔电流传感器电路，三路Ｄ／Ａ转换电路，ＤＳＰ电路发送三路数字指令电流信号，由Ｄ／Ａ装换电路转换为三路相差１２０°且与补偿电流同频的模拟指令电流信号；三路补偿电流调理电路，将三路霍尔电流传感器电路检测到的三相补偿电流调理为适当的补偿电流信号；三路电流跟踪电路，将三路模拟指令电流信号与三相补偿电流调理电路产生的电流就行比较，得到三路电流跟踪比较信号；三路矢量电压调理电路，将三路霍尔电压传感器电路检测到的相电压调理为矢量电压所在区域的信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多电平逆变器驱动装置，具体涉及一种用嵌入式微处理器DSP作为控 制电路，用复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)作为驱动电 路，即基于CPLD技术，利用电流偏差矢量(电流偏差变化率矢量)空间分布来给出最佳的 电压矢量切换，使电流偏差控制在滞环宽度以内，来实现逆变电路驱动信号。本装置可以用 于无功补偿、有源滤波、开关电源、电机转速控制、逆变器、超声波发生器、充电器等领域。
技术介绍
近年来，以逆变电路为核心的变频技术不断提高，变频技术应用的增多，在节约能 源、提高产品质量和发展生产等方面起到了重要作用。逆变电路必须由驱动信号进行控制， 随着工艺复杂性提高，往往要求驱动信号的控制精度要高且实时性要强，并且要降低控制 器软件复杂程度。NPC三电平逆变器的控制方法主要有正弦载波PWM(SPWM)和空间电压矢量 PWM(SVPWM)。SVPWM以其直流电压利用率高，易于数字化实现而得到广泛的应用。目前，科研工作者对NPC三电平逆变器的SVPWM算法提出了很多实现方案。但大 多采用单个DSP来完成整个控制算法，使得DSP的程序复杂和混乱，同时由于三电平逆变器 需要12路PWM信号，而DSP的两个事件管理器不能做到完全同步，导致同相的功率器件不 能完全同步触发，对逆变器的性能造成严重影响，并且受DSP的PWM信号数目的限制，不能 扩展到更多电平的逆变器控制。利用微处理器(DSP)的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)功能虽然可以实现逆变电 路驱动信号的输出，但是微处理器的软件复杂度较大，系统响应的快速性低，通常都会影响 到输出的逆变电路驱动信号，而且也不能够保证控制精度与实时性。因此本专利技术提出一种基于DSP和复杂可编程逻辑器件 CPLD(ComplicatedProgrammed Logic Device)逆变器的驱动装置，该平台采用DSP完成 SVPWM算法中的主要数据处理和外部控制功能，利用CPLD实现滞环电流控制的SVPWM逆变 器驱动波形的发生。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于DSP和CPLD的逆变器驱动装置，用 CPLD技术实现了基于滞环电流控制的SVPWM。所需驱动信号的电流跟踪比较信号和指定电 压矢量等参数由CPLD提供。将电流跟踪电路和三相电压调理电路产生的信号通过接口发 送到CPLD中，经CPLD进行滞环电流控制的SVPWM的逻辑运算，产生逆变电路的驱动控制信号。基于DSP和CPLD的逆变器驱动装置，包括嵌入式微处理器DSP和CPLD驱动电路， 所述逆变器驱动装置还包括一路A相电压过零检测电路，用于检测电网基波过零信号；一路CAN通信电路，接收上位机的指令，包括指令电流；三路霍尔电压传感器电路，用于检测三相电路的相电压；三路霍尔电流传感器电路，用于检测三相电路补偿电流，即三相逆变器输出电 流；三路D/A转换电路，DSP将接受到的指令电流，通过瞬时无功理论算法，发送三路 数字指令电流信号，由D/A装换电路转换为三路相差120°且与补偿电流同频的模拟指令 电流信号；三路补偿电流调理电路，将三路霍尔电流传感器电路检测到的三相补偿电流(三 相功率变换器输出电流)调理为适当的补偿电流信号；三路电流跟踪电路，将三路模拟指令电流信号与三相补偿电流(三相功率变换器 输出电流)调理电路产生的电流就行比较，得到三路电流跟踪比较信号；三路矢量电压调理电路，将三路霍尔电压传感器电路检测到的相电压调理为矢量 电压所在区域的信号；所述CPLD驱动电路包括滞缓延时电路、Δ i。区域判定的逻辑、U;区域判定的逻辑 电路和空间矢量选择器；霍尔电压传感器检测到的三相系统电压经a相电压过零检测电路，得到的电网基 波过零信号与上位机通信电路发出的信息经DSP电路进行处理，发出数字指令电流信号， 再经过D/A转换电路得到三路相差120°且与补偿电流(功率变换器的输出电流)同频的 模拟指令电流信号，模拟指令电流信号输入电流跟踪电路；霍尔电流传感器检测到的由电 力电子器件组成的单三相功率变换器中输出的三相电流，该电流作为补偿电流经补偿电流 调理电路输入信号，再经电流跟踪电路与模拟指令电流信号进行比较，比较结果进入滞环 延时电路得到逻辑变量，逻辑变量进入△ i。区域判定的逻辑电路；三相系统电压经矢量电 压调理电路得到的矢量&进入‘区域判定的逻辑电路；Δ i。区域判定的逻辑电路；区 域判定的逻辑电路两个区域判定的逻辑输出共同进入空间矢量选择器，得到滞环SVPWM电 流控制的开关函数逻辑变量，输出跟踪驱动控制信号，即六路开关管PWM信号。作为本专利技术的进一步改进，所述逆变器驱动装置还包括调理比较电路，该电路将 三路霍尔电流传感器电路检测的三相补偿电流(三相功率变换器输出电流)进行调理比较 得到过流信号；所述CPLD内还是有三组保护与封锁电路，把3组方波信号转换成已插入死区的 6个互补的驱动控制信号；同时引入过流信号，当逆变主电路发生过流时，产生脉冲封锁信 号，关断6个互补的驱动控制信号，从而实现主电路的保护；所述空间矢量选择器的输出信号与调理比较电路输出的过流信号以及保护控制 信号共同进入保护与封锁电路，得到输出跟踪驱动控制信号，即六路开关管PWM信号；当逆 变主电路发生过流时，产生脉冲封锁信号，关断6个互补的驱动控制信号，从而实现主电路 的保护。本专利技术中嵌入式微处理器DSP的控制电路以及CPLD的逻辑运算是整个系统的核 心，实现对逆变控制电路的驱动控制。本专利技术公开了一种逆变器驱动电路，可以满足生产设备不断提高的的复杂度要 求，又可以快速、灵活、准确地控制逆变电路的驱动控制信号输出跟踪驱动控制信号。为了达到驱动逆变桥的目的，电路具有六路互补输出功能，并且加入了必要的死区插入及封锁 脉冲等保护电路。附图说明图1是本专利技术的总体结构框图。图2是本专利技术的a相电压过零检测电路。图3a是本专利技术的微处理器最小系统接口图。图3b是本专利技术的微处理器最小系统CPU图。图4是本专利技术的CAN通信电路。图5是本专利技术的D/A转换电路。图6是本专利技术的补偿电流(功率变换器输出电流)调理电路。图7是本专利技术的电流跟踪电路。图8是本专利技术的矢量电压调理电路。图9是本专利技术的补偿电流(功率变换器输出电流)调理比较电路。图10是本专利技术的单桥臂滞环延时电路。图11是本专利技术的Δ i。区域判定的逻辑电路。图12是本专利技术的‘区域判定的逻辑电路。图13是本专利技术的SVPWM矢量选择器电路。图14是本专利技术的三相桥逆变器PWM驱动信号分配及保护电路。图15是本专利技术的滞环电流跟踪型SVPWM发生电路的时序逻辑仿真。具体实施例方式下面结合附图和实施例做进一步说明。 如图1所示，基于DSP和CPLD的逆变器驱动装置，包括微处理器DSP3和CPLD驱 动电路10，逆变器驱动装置中还包括一路A相电压过零检测电路2，用于检测电网基波过零信号；一路CAN通信电路4，接收上位机的指令，包括指令电流；三路霍尔电压传感器电路，用于检测三相电路的相电压；三路霍尔电流传感器电路，用于检测三相电路补偿电流，即三相逆变器输出电 流；三路D/A转换电路5，DSP 3将接受到的指令电流，通过瞬时无功理论算法，发送三 路数字指令电流信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于ＤＳＰ和ＣＰＬＤ的逆变器驱动装置，包括嵌入式微处理器ＤＳＰ（３）和ＣＰＬＤ驱动电路（１０），其特征是，所述逆变器驱动装置中还包括：一路Ａ相电压过零检测电路（２），用于检测电网基波过零信号；一路ＣＡＮ通信电路（４），接收上位机的指令，包括指令电流；三路霍尔电压传感器电路，用于检测三相电路的相电压；三路霍尔电流传感器电路，用于检测三相电路补偿电流，即三相逆变器输出电流；三路Ｄ／Ａ转换电路（５），ＤＳＰ电路（３）将接受到的指令电流，通过瞬时无功理论算法，发送三路数字指令电流信号，由Ｄ／Ａ装换电路（５）转换为三路相差１２０°且与补偿电流同频的模拟指令电流信号；三路补偿电流调理电路（６），将三路霍尔电流传感器电路检测到的三相补偿电流调理为适当的补偿电流信号；三路电流跟踪电路（７），将三路模拟指令电流信号与三相补偿电流调理电路产生的电流就行比较，得到三路电流跟踪比较信号；三路矢量电压调理电路（８），将三路霍尔电压传感器电路检测到的相电压调理为矢量电压所在区域的信号；ＣＰＬＤ驱动电路（１０）包括滞缓延时电路（１０１）、Δｉ↓［ｃ］区域判定的逻辑电路１０２、ｕ↓［ｃ］↑［＊］区域判定的逻辑电路（１０３）、空间矢量选择器（１０４）和保护和封锁电路（１０５）；霍尔电压传感器检测到的三相系统电压经ａ相电压过零检测电路（２），得到电网基波过零信号与上位机通信（４）发出的信息内容，经ＤＳＰ电路（３）发送数字指令电流信号，再经过Ｄ／Ａ转换电路（５）得到三路相差１２０°且与补偿电流同频的模拟指令电流信号，模拟指令电流信号输入电流跟踪电路（７）；霍尔电流传感器检测到的由电力电子器件组成的单三相功率变换器中输出的三相电流，该电流作为补偿电流经补偿电流调理电路（６）输入信号，再与模拟指令电流信号经电流跟踪电路（７）进行比较后输出，比较结果进入滞环延时（１０１）得到的逻辑变量，结果进入Δｉ↓［ｃ］区域判定的逻辑电路（１０２）三相系统电压经矢量电压调理电路（８）得到矢量ｕ↓［ｃ］↑［＊］，结果进入ｕ↓［ｃ］↑［＊］区域判定的逻辑电路（１０３）；Δｉ↓［ｃ］区域判定的逻辑电路（１０２）和ｕ↓［ｃ］↑［＊］区域判定的逻辑电路（１０３）两个区域判定的逻辑输出共同进入空间矢量选择器（１０４），得到六路开关管ＰＷＭ信号。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙运全，孙玉坤，尹强，茅靖峰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。