由以上分析可知，图3-1的控制系统可以画成图3-2的形式。
图3-2 三相逆变器控制系统框图
系统输出量V0(s )对输入量Vg (s)的传递函数为：
V0(s)K1G1(s)G2(s)? Vg(s)1?K1KBG1(s)G2(s)系统误差信号e(s)对输入量Vg(s)的误差传递函数为：
es1? Vg(s)1?K1K2G1(s)G2(s)系统输出对干扰信号的闭环传递函数为：
V0(s)G2(s)? Vd(s)1?K1K2G1(s)G2(s)3.1.2 电压型PWM逆变控制系统
逆变控制系统的最终输出可以是电压、电流、频率或功率。大多数逆变系统输出的是电压，也就是说，系统输出和调节的是电压量。对于这些系统其反馈量是输出量的一定比例值，用给定电压与反馈电压的误差信号来调节PWM脉冲的宽度，通常把这种逆变控制系统称作电压型PWM控制系统。带LC输出滤波的电压型三相逆变器的控制系统框图如图3-3。其中KV是逆变开关电路的传递函数，
R是LC滤波电路（带电阻性负载，即R与C并联）的传递函数。根
LCRS2?Ls?R据图3-3得出电压型三相逆变器的闭环传递函数为：
V0(s)K1KVRG1(s)? 2Vg(s)LCRs?Ls?R?K1KVKBRG1(s)控制调节器G1(s)可以是比例（P）调节器，比例积分（PI）调节器，比例微分（PD）调节器和比例积分微分（PID）调节器。本系统选择比例积分（PI）调节器，即G1 (s) = K p (1 +1/ sτ)则系统的闭环传递函数可进一步写为：
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V0(s)?Vg(s)K1KVRKP(1?1)s?1LCRs2?Ls?R?K1KVKBRKP(1?)s?
图 3-3 带电阻性负载的三相逆变器控制系统框图
此时三相逆变器闭环系统的开环传递函数为：
K1KVKPKBR(1?1)s??K1KVKBRKP(1??s)
LCRs2?Ls?R?s(LCRs2?Ls?R)G(s)H(s)?将上式取合适的值，则其Bode图如图3-4所示：
图 3-4 带电阻性负载的三相逆变器系统Bode图
3.2 三相逆变器闭环系统的硬件组成
三相逆变器闭环系统硬件结构如图3-5所示，本系统包括主电路和控制电路
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两部分，其中控制电路又包括检测电路、驱动电路、DSP芯片及其外围电路、SPI 接口的键盘和显示电路、以及SCI通信接口电路五大部分。检测电路包括直流电压和电流检测电路，输出交流电压和电流检测电路，频率检测电路；驱动电路是以IR2130三相IGBT驱动芯片及其外围电路为基础形成的；DSP芯片及其外围电路以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A及其外围接口电路为基础形成；TMS320L-F2407A芯片通过SPI接口与键盘和LED显示器相连；TMS320LF-2407A芯片通过SCI接口，经高速光隔与MAX485芯片连接后，可与远处的PC机通过串行通信，当然PC机端需连接RS485/232转换器。
图 3-5 三相逆变器系统硬件结构图
主电路的设计在第2章已经作了详细的介绍。DSP芯片TMS320LF2407A及其外围接口电路作用的发挥主要依赖于写入flash闪存的程序。在进行RS485通信模块和SPI接口的键盘和显示电路的设计时主要是要注意隔离和电平的转换，以免烧坏DSP芯片。
3.3 驱动电路
三相逆变器主电路开关器件采用绝缘栅极双极性晶体管IGBT，它是一种复合器件，它的输入控制部分为电力场效应管MOSFET，输出级为双极结型三极晶体管，因此兼有电力场效应管和电力晶体管的优点：具有高输入阻抗，属电压型开关器件，驱动功率小，开关速度快，工作频率可达10-40kHz(比电力三极管高)，饱和压降低（比电力场效管小得多，与电力三极管相当），电压电流容量较大，可供几千kVA以下的高频电力电子装置选用。
IGBT需要有独立的驱动电路，并且要求供给驱动电路的电源相互隔离，这就使辅助电源的设计更加复杂，成本更高，并且降低了逆变器的可靠性。采用如
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EXB840等专用厚膜集成驱动电路芯片虽然可以简化驱动电路的设计，但每个驱动芯片仍然需要一个独立的供电电源，且每个芯片仅能驱动一个功率器件，应用极不方便。而IR公司生产的专用驱动芯片IR2130只需一个供电电源即可驱动三相桥式逆变开关电路的6个功率开关器件，使整个驱动电路的设计变得极为简单，可靠性也大为提高。
IR2130可用来驱动工作在直流母线电压不超过600V的逆变开关电路中的IGBT，其能输出的最大正向峰值驱动电流为250mA，反向峰值驱动电流为500mA。它自身带过流、过压及欠压保护、并且有封锁和指示网络，方便用户有选择性地保护被驱动的开关器件。另外IR2130内部运用了自举技术，使其可用于高压电路中。它对同一桥臂上下2个功率器件的栅极驱动信号可产生2us互锁延时时间，这就使用户在设计软件时不必考虑死区效应。它自身工作和电源电压的范围较宽，可达3-20V，在它的内部还设计有与被驱动的功率器件所通过的电流成线性关系的电流放大器。它内部3个通道的高压侧驱动器和低压侧驱动器可单独使用，也可只用其内部的3个低压侧驱动器，并且输入信号与TTL及COMS电平兼容。IR2130管脚如图3-6所示。
图3-6 IR2130引脚分布
Vb1-Vb3：是悬浮电源连接端，通过自举电容为3个上桥臂功率管的驱动器提供内部悬浮电源。
Vs1-Vs3：是对应的悬浮电源的地端。分别与三相逆变器3个上桥臂功率管的源极相连。
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HIN1-HIN3：三相逆变器3个上桥臂功率管的驱动信号输入端。通过光隔与DSP芯片TMS320LF2407A的PWM7-PWM9管脚相连。
LIN1-LIN3：三相逆变器3个下桥臂功率管的驱动信号输入端。通过光隔与DSP芯片TMS320LF2407A 的PWM10-PWM12管脚相连。
HO1-HO3：三相逆变器3个上桥臂功率管的驱动信号输出端。分别与3个上桥臂功率管的栅极相连。
LO1-LO3：三相逆变器3个下桥臂功率管的驱动信号输出端。分别与3个下桥臂功率管的栅极相连。
ITRIP：过流信号检测输入端，可通过输入电流信号来完成过流或直通保护。 FAULT：过流、直通短路、过压、欠压保护输出端，该端提供一个故障保护的指示信号。它在芯片内部是漏极开路输出端，低电平有效。此引脚与DSP芯片TMS320LF2407A的功率驱动保护中断输入引脚PDPINTA相连。该中断引脚有效时，将PWM 输出引脚置为高阻态。
CA-、CAO、Vso：内部放大器的反相端、输出端、和同相端，可用来完成电流信号检测。
Vcc、Vss：芯片供电电源连接端，Vcc接正电源，而Vss接电源地。
3.4 频率检测电路
在进行频率采样时，同时需要采样相位信息。事实上当把工频信号采样进来的同时本身就包含了相位信息。本文利用一个比较器把输入正弦波整形为一个和输入同频同相的矩形波，然后利用该波形通过DSP芯片在软件上进行频率和相位跟踪。
图3-7 工频信号波形整定电路
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