三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波形；
[0036] 三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生與開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM同頻率/周期、且同相位 的單極性SPWM波形；
[0037] 三相PWM綜合模塊，用于將三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波和三相單極性SPWM波進(jìn)行綜 合，實(shí)現(xiàn)兩者的混合調(diào)制；
[0038] 死區(qū)延時(shí)模塊，用于根據(jù)用戶給定的死區(qū)時(shí)間參數(shù)對綜合后的三相PWM進(jìn)行延時(shí) 處理，即完成同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)管驅(qū)動波形死區(qū)的產(chǎn)生；
[0039] 所述的上電復(fù)位模塊在系統(tǒng)上電后開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閥值 時(shí)其輸出保持為低，在計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，將輸出信號進(jìn)行反相，即輸出信號 變?yōu)楦唠娖?，觸發(fā)后級模塊，即三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊和三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊， 開始正常工作，同時(shí)三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊開始接收外部電路輸入的調(diào)制比參數(shù)；
[0040] 所述的三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊和三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊工作時(shí)鐘均為 系統(tǒng)時(shí)鐘，從而保證兩個(gè)模塊工作周期同步；
[0041] 所述的三相PWM綜合模塊對各相輸入的開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM和單極性SPWM進(jìn)行實(shí)時(shí) 處理，實(shí)現(xiàn)兩者的混合調(diào)制，其輸出為六路兩兩互補(bǔ)的PWM波形；其綜合邏輯如下：在開關(guān) 點(diǎn)預(yù)置PWM波的正半周，若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為低，則綜合后為低；若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為 高，則單極性SPWM波為高時(shí)綜合后為低，否則綜合后為高；在開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波的負(fù)半周， 若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為高，則綜合后為高；若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為低，則單極性SPWM波為高 時(shí)綜合后為低，否則綜合后為高；
[0042] 所述的死區(qū)延時(shí)模塊輸入為六路兩兩互補(bǔ)的三相驅(qū)動PWM波，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的死 區(qū)延時(shí)參數(shù)，按"延時(shí)開通，按時(shí)關(guān)斷"的原則對六路信號進(jìn)行延時(shí)處理。
[0043] 本發(fā)明在對輸入的調(diào)制比參數(shù)有確定的范圍規(guī)定，一旦檢測到接收到的參數(shù)超出 預(yù)先設(shè)定的范圍，則認(rèn)為本次接收的調(diào)制比數(shù)據(jù)無效，調(diào)制比仍然保持為上次接收到的正 常的調(diào)制比參數(shù)值。在確定了調(diào)制比參數(shù)后，產(chǎn)生對應(yīng)的單極性SPWM波，和同時(shí)產(chǎn)生的開 關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波經(jīng)過三相PWM綜合模塊進(jìn)行綜合，再經(jīng)過死去延時(shí)模塊對綜合后的波形進(jìn) 行延時(shí)處理，避免了同一橋臂驅(qū)動信號同時(shí)為高電平的故障，從而保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定 運(yùn)行。
[0044] 圖2為包含三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器的逆變器控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含三相 橋式逆變電路、三相輸出電壓調(diào)理電路、DSP、三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器和驅(qū)動電路。 其中，A、B和C分別表示各相上下橋臂的中點(diǎn)，N表示三相負(fù)載的中性點(diǎn)，Udc表示直流母線 電壓。上述三相橋式電路的交流側(cè)輸出電壓經(jīng)過調(diào)理電路調(diào)理后送至DSP，DSP輸出表示單 極性SPWM波調(diào)制比的參數(shù)給三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器，三相橋式逆變器驅(qū)動波形 發(fā)生器輸出三相開關(guān)管的驅(qū)動波形給驅(qū)動電路，以控制三相橋臂的通斷狀態(tài)。
[0045] 在本實(shí)施例中，DSP型號為TI公司的TMS320F2812,在FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明 的三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器，F(xiàn)PGA型號為ALTERA公司的EP2C8Q208C8N。
[0046] 下面就本發(fā)明各個(gè)模塊具體實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳述。
[0047] 上電復(fù)位模塊用于在系統(tǒng)上電時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)延時(shí)，產(chǎn)生一定時(shí)間的復(fù)位信號，使整 個(gè)電路完成初始化。在系統(tǒng)上電配置完成后，復(fù)位模塊開始工作，其內(nèi)部的計(jì)數(shù)變量count 開始對系統(tǒng)時(shí)鐘elk進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)閥值（31)后，該模塊輸出信號rst變?yōu)楦?電平，其余模塊在rst變?yōu)闉榈碗娖降倪@段時(shí)間完成初始化。
[0048] 參照圖4和圖5。三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊內(nèi)部主要包括三相波形地址產(chǎn)生 器和開關(guān)點(diǎn)預(yù)置波形數(shù)據(jù)表兩部分，圖4為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，三相波形地址產(chǎn)生器輸出三相波 形地址給波形數(shù)據(jù)表，三相波形地址值互差1/3個(gè)周期，各相按對應(yīng)的地址值讀取開關(guān)點(diǎn) 預(yù)置PWM波形數(shù)據(jù)值進(jìn)行輸出，得到三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM的波形：sw_a、sw_b和sw_c。
[0049] 參照圖6和圖7。三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊內(nèi)部主要包括正弦波形地址產(chǎn)生器、 正弦數(shù)據(jù)表、乘法器、三角波發(fā)生器和比較器5個(gè)模塊。正弦波形地址產(chǎn)生器產(chǎn)生三個(gè)正弦 波數(shù)據(jù)地址給正弦數(shù)據(jù)表，正弦數(shù)據(jù)表內(nèi)部存儲離散正弦波數(shù)據(jù)，為了方便電路設(shè)計(jì)，每相 的單極性SPWM波--sp_a、sp_b和sp_c均為兩個(gè)正半周的波形，內(nèi)部采用高低電平-- pha、phb和phe進(jìn)行區(qū)分。正弦數(shù)據(jù)表據(jù)輸入的三個(gè)地址分別輸出對應(yīng)的正弦波形點(diǎn)的數(shù) 據(jù)，送給乘法器模塊，乘法器模塊分別將接收到的三個(gè)數(shù)據(jù)和DSP發(fā)送過來的調(diào)制比相乘， 其結(jié)果送給比較器模塊，比較器模塊將三角波和接收到的三個(gè)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行比較，得到三 相單極性SPWM波形。
[0050] 參照圖8和圖9。三相PWM綜合模塊主要進(jìn)行邏輯處理，將三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波 和三相單極性SPWM波進(jìn)行綜合，得到混合調(diào)制后的輸出波形pwm_a、pwm_b和pwm_c。其內(nèi) 部主要為組合邏輯電路，其組合邏輯為：/.nvm=冗.w+ .vtv.￥。
[0051] 參照圖10。死區(qū)延時(shí)模塊主要組成部分為一延時(shí)計(jì)數(shù)模塊，如果輸入波形為低電 平，則該模塊輸出為低電平；如果輸入為高電平，則計(jì)數(shù)模塊開始對輸入的系統(tǒng)時(shí)鐘elk進(jìn) 行計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)值未達(dá)到預(yù)設(shè)的閥值（25)時(shí)，該模塊輸出依然為低電平，在達(dá)到計(jì)數(shù)閥值 后，該模塊輸出才跳變?yōu)楦唠娖剑瑥亩a(chǎn)生的死區(qū)時(shí)間為計(jì)數(shù)閥值個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。如果輸 入的高電平持續(xù)時(shí)間小于預(yù)設(shè)的死區(qū)時(shí)間，則輸出不會產(chǎn)生高電平，即該模塊會濾掉持續(xù) 時(shí)間小于預(yù)設(shè)死區(qū)時(shí)間段的高電平窄脈沖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器，其特征在于：包括上電復(fù)位模塊、三相開關(guān) 點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊、三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊、三相PWM綜合模塊和死區(qū)延時(shí)模塊； 上電復(fù)位模塊，用于在系統(tǒng)上電時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)延時(shí)，產(chǎn)生一定時(shí)間的復(fù)位信號，使整個(gè)電 路完成初始化，該模塊也可以認(rèn)為是整個(gè)系統(tǒng)開始工作的觸發(fā)信號； 三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波形； 三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生與開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM同頻率/周期、且同相位的單 極性SPWM波形； 三相PWM綜合模塊，用于將三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波和三相單極性SPWM波進(jìn)行綜合，實(shí) 現(xiàn)兩者的混合調(diào)制； 死區(qū)延時(shí)模塊，用于根據(jù)用戶給定的死區(qū)時(shí)間參數(shù)對綜合后的三相PWM進(jìn)行延時(shí)處 理，即完成同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)管驅(qū)動波形死區(qū)的產(chǎn)生； 所述的上電復(fù)位模塊在系統(tǒng)上電后開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)其 輸出保持為低，在計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，將輸出信號進(jìn)行反相，即輸出信號變?yōu)?高電平，觸發(fā)后級模塊，即三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊和三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊，開始 正常工作，同時(shí)三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊開始接收外部電路輸入的調(diào)制比參數(shù)； 所述的三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊和三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊工作時(shí)鐘均為系統(tǒng) 時(shí)鐘，保證兩個(gè)模塊工作周期同步； 所述的三相PWM綜合模塊對各相輸入的開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM和單極性SPWM進(jìn)行實(shí)時(shí)處理， 實(shí)現(xiàn)兩者的混合調(diào)制，其輸出為六路兩兩互補(bǔ)的PWM波形；其綜合邏輯如下：在開關(guān)點(diǎn)預(yù)置 PWM波的正半周，若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為低，則綜合后為低；若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為高，則單 極性SPWM波為高時(shí)綜合后為低，否則綜合后為高；在開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波的負(fù)半周，若開關(guān)點(diǎn) 預(yù)置PWM波為高，則綜合后為高；若開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM波為低，則單極性SPWM波為高時(shí)綜合后 為低，否則綜合后為高； 所述的死區(qū)延時(shí)模塊輸入為六路兩兩互補(bǔ)的三相驅(qū)動PWM波，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的死區(qū)延 時(shí)參數(shù)，按延時(shí)開通，按時(shí)關(guān)斷的原則對六路信號進(jìn)行延時(shí)處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三相橋式逆變器驅(qū)動波形發(fā)生器，用于解決現(xiàn)有信號發(fā)生器直流電壓利用率低的技術(shù)問題。技術(shù)方案是包括上電復(fù)位模塊、三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊、三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊、三相PWM綜合模塊和死區(qū)延時(shí)模塊。上電復(fù)位模塊產(chǎn)生復(fù)位信號供給三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊和三相單極性SPWM產(chǎn)生模塊，并分別產(chǎn)生三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM和與外部電路給出的調(diào)制比相對應(yīng)的三相單極性SPWM，產(chǎn)生的兩種PWM同時(shí)送給三相PWM綜合模塊，綜合后的PWM送給死區(qū)延時(shí)模塊，產(chǎn)生最終帶有死區(qū)的三相橋式逆變器驅(qū)動波形。由于含有三相開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM產(chǎn)生模塊，因此本發(fā)明具有與開關(guān)點(diǎn)預(yù)置PWM相同的最大直流電壓利用率。
【IPC分類】H02M1/08, H02M7/48
【公開號】CN104935153
【申請?zhí)枴緾N201510378476
【發(fā)明人】吳小華, 鄭先成, 宋勇剛, 張曉斌, 李偉林, 宋丹
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月1日