第五章 SVG的整体设计
TMS32.LF2407之所以能实现电力电子器件的控制，是因为它本身包括可编程死区的12路PWM引脚输出，用于数字信号处理非常方便。
在这次设计中，三角波周期被固定为特定值，定时计数器计数满后自动重新装载，修正比较寄存器的显存之，实现数字输出控制。12路引脚用于可编程的死区，避免了与外部使用模拟器的冲突，方便了死区时间的编程，方便控制板的调试及其大小。
5.1.4 锁相环电路
锁相环PLL是一种控制晶振使其相对于参考信号保持恒定相位的电路，在数字通信系统中使用比较广。PLL是一个闭环反馈控制系统，它能使输出相位和参考相位之间的相差减小到最小。由鉴相器（ phase detector ）、环路滤波器（ loop filter ）和压控振荡器（ voltage control oscillator,VCO ）组成的一种相位负反馈系统基本锁相环，鉴相器的导出信息是输入信号和振荡器输出信号的相位差，该误差电压信号通过环路滤波器滤除高频分量和噪声后，输出低频信号作为VCO 的控制信号。在控制电压作用下，VCO 输出信号的频率发生变化并反馈到鉴相器。 vi?t? 输入 PD vd?t? LPF vc?t? VCO 输出 vo?t? vf?t? 图5－4 锁相环路的基本方框图
本文中采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407，其运算功能强大，ns级的运算速度，实现了并网锁相。在软件程序中，为周期中断信号分配一个计数变量，同时设定该计数参量用单增这种方式。TLL信息是上升沿触发方式，使得全部系统电压频率一般由00相位位置对LF2407一个过零的信息。软件规定了只要有过零信息计数变量清0并且重新开始，有了周期中中断中的计数器，当然能看出系统电压频率和相位。
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第五章 SVG的整体设计
5.1.5 数字PI控制器的设计方法
设计数字PI 控制器, 就是要确定其系数K P 、K , , 由于采样频率是固
定的, 常见的数字设计方法有z 域设计法和模拟设计法。
在PID控制模块的设计中，控制参数的选择特别重要，一般选择两种方法：解析法和实验法选择参数。在选择PID调节器的参数时应遵循以下原则：
1、适当加大比例系数，系统响应也会很快，静差缩减。比例系数大小要合适，否则会引起系统震荡。
2、增大微分时间能促使整体响应灵敏，超调量会乡音小点，稳定性得到提高。不过易受扰动。当微分系数过大或过小时，能够让超调量和调节时间过长。
3、减小积分时间将加快系统静差的消除。但会是超调量增大，振荡频率更大，稳定性变坏。
图5－5数字PI控制器的结构框图
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第五章 SVG的整体设计
5.1.6 SPWM控制原理设计
定时器（PWM）比较匹配TICNT有效PWM1（低有效）无效死区时间PWM2(高有效)
图 5-6 连续增减模式下的通用定时器的PWM输出
如图5-6所示的原理，可得到PWM波的输出，最终实现SPWM的控制。
SPWM的基本思想是使输出的脉冲宽度按正弦规律变化，从而有效的抑制了输出电压中的低次谐波分量，用三角波与正弦参考波的交点控制开关管的开通与截止，也就是说能有一组脉冲宽度随正弦方式变化的矩形脉冲波，其基波周期与T一致，且基波幅值正比于给定调制电压信息幅值。本设计的SPWM控制主要是结合电流环的控制和借助于DSP中寄存器来实现的。通过电流环的控制得到有功部分电压Ud和无功部分电压Uq，再经过CLARK反变换，得到三相电压的瞬时值Ua，Ub，Uc。再根据T3中断的计数设定值，给比较寄存器载入比较值。
5.1.7 采集电路
采集电路主芯片引脚图如图5-7所示：
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第五章 SVG的整体设计
图5-7 MAX125引脚图
MAX125是MAXIM公司生产的一种高速、8通道、14位的数据采集A/D转换芯片，每次转换4通道（CH1－CH4）,对于每一个指定通道模数转换器最快在3微秒内完成转换（在诗中信号接16MHz的情况下），存于内部14×4RAM中。且在每个CONVST(转换启动输入引脚)脉冲下，内部序列发生器将产生最少1个通道、最多5个通道的转换顺序（在缺省模式下，CH1通道上的数据被转换），连续转换指定通道上的数据。在一个转换顺序里的最后一个通道转换结束后，/INT（中断输出，转换结束信号）引脚出现一个低电平，在/RD引脚家低电平脉冲可以一次读取CH1到CH4的数据。读完后，其内部数据指针返回CH1，且/INT引脚才面位高。MAX125的输入指令（A0－A3）与数据输出（D0－D13）在低四位通过三态门实现复用。
MAX125可独立采集四路电压、电流信号，本设计在采集之前，需要通过HCPL7800光电耦合器件对电压和电流进行衰减，得到A/D转换和DSP可以处理的小信号，一般将其变换为?5~+5V的交流电压信号送入A/D转换芯片，MAX125需采用双极性供电，本设计采用LM7905来供电，与DSP的接口经过芯片电路74F245进行电平转换后连接。
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5.1.8 直流电压采样
如图5－8所示，在直流采样电路中采用光耦隔离运放HCPL7800，通过直流电压采样电路、MAX125 A/D转换电路将直流侧的电压采到DSP中，与给定的基准值进行比较，构成电压外环，为有功电流提供给定值，使系统稳定运行。
图 5-8直流电压采样电路
5.1.9 电压转换电路
本设计中控制板的供电电源是5V，但是TMS320LF2407的工作电压为3.3V，所以必须进行电压的转换，将大电压转换为适合DSP芯片工作的电压。
一种电源转换系列芯片TPS73xx是TI公司为配合DSP而设计的。其中的TPS7333是固定输出为3.3V电压的电源转换芯片，适合TMS320LF2407的电源需要。从而为不同电源电压的逻辑器件设计了一个安全可靠的接口，保证所设计的电路数据传输的可靠性。图5-9为TPS7333构成的电压转换电路。两路输入信号分别为5V的数字量和模拟量，分别经电容和电感的滤波接入到TPS7333两个输入引脚。经内部芯片的处理，得到所要输出的两路3.3V的数字量和模拟量信号。同样再经过电容和电感的滤波分别给DSP和一些芯片供电。
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