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COMCONA[11-13] COMCONA[9]同步/异步波形发生器比较匹配GPT1 标志SVPWM 状态机COMCONA[12]MUXPHx=1,2,3死区单元DTPHxDTPHx_输出逻辑PWM1PWM2DBTCONA死区定时器控制寄存器ACTRA全比较有效控制寄存器ACTRA[12-15]
图2-13 PWM电路结构框图
2.5.2 DSP中断及中断向量
TMS320LF240x系列DSP有丰富的中断资源，其内核提供一个不可屏蔽的中断NMI和6个按优先级获得服务的可屏蔽中断INT1至INT6，采用集中化的中断扩展设计来满足大量的外设中断需求,即这6个中断级的每一个都可被很多外设中断请求共享。
DSP通过中断请求系统中的一个两级中断来扩展系统可响应的中断个数。因此，DSP的中断请求/应答硬件逻辑和中断服务程序软件都是一个两级的层次。
在底层中断，从几个外设来的外设中断请求（PIRQ）在中断控制器处相或产生一个到CPU的中断请求。在外设配置寄存器中，对每一个产生外设中断请求的事件都有中断使能位和中断标志位。如果一个引起中断的外设事件发生且相应的中断使能位被置1，则会产生一个从外设到中断控制器的中断请求，这个中断请求反映了外设中断标志位的状态和中断使能位的状态，当中断标志位被清0时，中断请求也被清0。
在高层中断，被或的多个外设中断请求产生一个到CPU的中断（INTn）请求，到LF240x的中断请求信号是2个CPU时钟脉冲宽的低电平脉冲。CPU总是响应优先级高的外设中断请求。在CPU内核，这些中断标志在CPU响应中断时自动清0。
当CPU接受中断请求时，为了区别这些引起中断的外设事件，在每个外设中断请求有效时都会产生一个唯一的外设中断向量，这个外设中断向量被装载到外设中断向量寄存器（PIVR）里面。CPU应答外设中断时，从PIVR寄存器中读取相应中断的向量，并产生一个转到该中断服务子程序入口的向量。
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实际上DSP中断有两个向量表，CPU的向量表用来得到响应CPU中断请求的一级中断服务子程序（GISR）。外设向量表用来得到响应某一特定外设中断服务子程序(SISR)。GISR中的程序代码应该读出PIVR中的值，在保存必要的上下文之后，用PIVR中的值来产生一个转移到SISR的向量。 2.5.3 DSP控制三相SPWM波形产生原理分析
三相SPWM控制波装载示意图如图2-14所示，图中CMPR4、CMPR5、CMPR6分别对应于U、V、W三相。一个装载周期内，一次就必须装载此采样点各相对应的正弦值:CMPR4、CMPR5、CMPR6。通过这些值，可计算出各相的开关时间。
图2-14三相SPWM控制波装载示意图
由于三相逆变器中要求三相输出电压对称，因此在一个装载周期里面要装载的值必须要有120°的相位差。由于相位差120°相当于一周的1/3，因此必须取载波比N为3的整数倍。具体体现为值的差异，对于同一个采样点k,幅值为1的各相电压采样值为：
?k??UU?sin??
?N??k?2??UV?sin???
N3???k?2?? UW?sin???(k=1,2,3?,n) （2-16）
3??N?、ton表达式为: 由此，可得U、V、W三相的toff、ton和toff当k为偶数时，即顶点采样时，U相有:
T??k?tUoff?s?1?Msin?
2?N?21
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T??k?U ton ?s?1?Msin? （2-17）
2?N?当k为奇数时，即底点采样时，U相有:
T??k?tUon?s?1?Msin?
2?N?T??k?U toff（2-18） ?s?1?Msin?
2?N?同样，可求得其他两相的toff、ton值，由此可求出U、V、W三相的脉冲宽度。
由于采样周期Ts为三角载波周期的1/2，所以有如下关系成立:
1 （2-19) TS?2Nf调制度M与指令频率f之间有确定的关系，可由所要求的U/f曲线来确定。预先算出制成表格，存放于ROM中，以便查找。同样，可预先根据N值计算出幅值
?为1的正弦函数sin(k?)对应于各个k点的取值，并把计算结果制成基准正弦函
N数表，存于EPROM中以便查找。
由于选择的是不对称规则采样法SPWM控制，因此可把三角波的半个载波周期，也就是一个采样周期，作为中断周期，所有的计算和处理都在中断服务程序里实现。输出频率和输出电压对频率指令值的响应时间是一个中断周期，N值越大，响应时间越短。因此，这种控制方法在一定程度上可认为是实时控制。
具体实现步骤如下:
首先，根据式(2-18)，确定采样周期，即中断周期。可把某一频率指令值对应的中断周期预先计算好，并制成表格，以便在线查找。
接着，根据N值，预先计算好采样点的单位正弦值，按顺序制成表格。同时，根据负载U/f曲线，确定频率f与调制比M之间的关系，将M值按f递增的顺序制成表格。
最后，根据频率指令值f，查表得相应采样周期Ts和调制比M值，并把Ts值存入寄存器T3PR，作为中断定时周期。同时，通过M的改变，可在中断服务中完成CMPR值的在线计算和改写。
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3.基于DSP系统的硬件设计与研究
3.1三相逆变电源主电路结构的比较分析
随着电力电子技术的高速发展和各个行业对电气设备控制性能要求的提高，逆变技术在许多领域应用越来越广泛，作为逆变的一种重要形式，三相逆变器广泛应用于用电量大或三相四线制供电负载场合，其电路拓扑主要有三相全桥式、三相半桥式、三相四桥臀式和组合式等结构。
三相全桥逆变器具有电路拓扑结构简单，所用功率器件少，功率开关电压应力低等优点，但为了提高带不平衡负载的能力，必须在其输出端增加中点形成变压器，从而在一定程度上增加了逆变器的体积和重量。
三相半桥逆变器虽然也有上述优点，但其输入直流电源电压利用率较低，而且相同输出电压时功率开关的电压应力较大。为了获得强的带不平衡负载的能力，两个串联的电解电容必须足够大，从而使逆变器体积和重量增加。
三相四桥臂逆变器虽然带不平衡负载的能力较强，但其电路拓扑较复杂、所用功率器件数较多、控制也复杂。
组合式三相逆变器由3个单相逆变器星形联接构成，能同时实现单相和三相四线制供电。由于每相可分别独立控制，易实现模块化结构、在线热更换、模块冗余技术，因此系统的可靠性高，具有极强的带不平衡负载能力，但是这种电路结构的元器件数多、成本高。
基于以上的比较分析，从经济角度出发，本系统的主电路拓扑采用全桥电路。
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3.2基于DSP系统的逆变电源硬件结构设计 3.2.1硬件结构图
主电路滤波电路UIPMVW~220V整流器滤波电路负载电源驱动电路DSP控制电路图3-1硬件结构框图
基于DSP控制系统的硬件结构框图如图3-1所示。如图所示，主电路采用交一直一交电压型变频装置，它主要由整流电路、滤波电路、逆变器三部分组成。整流电路利用二极管三相桥式不控整流模块将三相交流电整流成直流电。滤波电路采用电容滤波，将整流输出的脉动电压转化为平直的直流电压，同时直流母线中串有一个带延时继电器的大电阻，防止电路启动瞬间充电电流过大。逆变电路采用三菱公司的IPM模块构成三相桥式逆变器。
驱动电路输入信号来自DSP，通过高速光耦HCPL—4504进行信号隔离后，产生满足IPM可靠工作的驱动信号，送入IPM。
控制电路由DSP构成，产生SPWM信号作为驱动电路的输入信号，同时接收逆变器的因为故障产生的输入信号，使DSP产生中断，可靠的停止逆变器的工作。
电源电路主要是由TPS7333构成为DSP提供+3.3V电源。IPM所需的+15V电源由三菱公司专门配置的M57120L和M57140-01配合产生。 3.2.2整流、滤波电路的设计
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