专利名称：基于dsp的三电平spwm波形的产生方法
技术领域：
本发明涉及一种形成三电平SPWM波形的方法，尤其涉及一种基于 DSP的三电平SPWM波形的生产方法，主要应用于USP中。
背景技术：
三电平中点箝位型逆变器是最常用的电路拓扑，驱动产生三相三电平 SPWM的波形的关键。传统的SPWM波形产生方法将三角载波与正弦波经 过比较器之后，得到一系列占空比可调的PWM。
随着数字信号处理器件的不断发展，TI公司专门针对电机控制的C2000 系列DSP芯片的出现，芯片内部集成的EVA， EVB组件使得软件编写PWM 驱动信号很容易，那么驱动波形的侧重点就转移到占空比可调的PWM技术 实现算法上。
现有技术一
利用DSP的事件管理器模块的3个全比较单元，通过定时器，死区发生 单元及输出逻辑，采用算法来生成三相12路三电平SPWM波形。不规则对 称采样法算法主要流程图如图l所示。算法思路与实现如下 A:SPWM信号产生的原理，以A相为例
根据流程图，在计数下溢中断程序内，计算第N个载波周期内的开关时 间(不规则对称采样法在每个载波周期内，对三角形的波峰和波谷各采 样一次，对取得的两次Ton的值求平均就是占空比表达式)，并将其装入比 较寄存器CMPRX中。其中Ts表示采样周期，通常程序里的开关周期与采样 周期相等，Vo= (Am/Ac) Tc/2;在这里Am表示正弦的幅值，Ac表示三角
3载波的幅值。
A相占空比表达式(《/4.)H/2"(sin《+sin《)。 现有技术二
方法思路同上基本一样，但在实现SPWM方法歩骤上不同，算法思路 现以载波频率20K，正弦波频率50HZ为准，其实现流程制作一周期400个 点的正弦表格，将这些值存储在一数组中，直接査表判断每个取样点值的 大小，并作出相应的处理，A相波形出来之后，在此基础上修改査表的指针
的初时位置，得到三相三电平SPWM，现以产生A相主要流程图---如图
2所示。
现有技术在算占空比子程序上很繁琐，尤其是在每个过零点都要讨论， A， B， C三相的分隔点也要讨论。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是合理的利用DSP的溢出资源，比较合理、 简单地产生可靠的三电平SPWM信号，不需要额外地对产生信号进行多方 面的分析；提供一种只需要合理利用溢出中断就能够解决产生占空比可变 的SPWM信号，而且产生波形的效果和现有的一样；这样，可在DSP中能 够节省大量的存储空间。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于DSP的三相三电平SPWM 波形的生产方法，采用如下技术方案
基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法，其包含以下步骤
1) 建立依次交互通信连接的输入模块、运算模块和输出模块，以及与 所述运算模块交互通信连接的存储模块；
2) 通过运算模块按如下程序进行
4i )记取数值N;
ii)同时分别查表计算bl=t*m*a [N]和b2 = t* { l+m*a [N]}, 其中N〈200时a [N] =a [n],当N^200时a [N] =—a [n—200];并 将其值分别存储到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序计算并将al [N]赋值给EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；将一al [N]赋值给EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具体应用于模块化UPS中。
根据DSP的溢出规律当输出值大于计数器最大值时会以计数器最大 值输出，当输出值小于零时，输出为零；可以充分利用这一点，在此可以 不用去分情况考虑在三电平SPWM波中前后的关系。
具体实施方式
软件部分占空比计算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以产生50HZ正弦为例
从考虑所占资源，计算速度来看，制作半周期正弦表格，在占空比计 算子程序中，先确定A相的CMPR所要求赋给的值，考虑到正弦信号的对 称性，在一周期360度中，在0-180度的时候查取正弦表格的值，然后对査 出的值做处理，180到360度时给予CMPR —个固定的占空比的值以实现A 相的SPWM信号的产生，在此基础上，将A相查表指针后移2/3和4/3分 别得到B， C两相。
A相产生主要流程图如下
在上述流程图中N<200时a[N]=a[n];当N^200时a[N]=-a[n-200];
在EV中计数最大值为t，充分利用DSP的溢出，当N〈200时，bl的 值为正，且小于t，当N^200时，t〈0，但DSP中输出全为高电平，故当N^200 时输出为0电平。CMPR1的值是满足正弦规律变化的PWM。同理，当N<200时，b2^t，因记数最大值为t，溢出，此时CMPR2 的值为t，当N〈200时，b2的值为正，且小于t。 CMPR2的值是满足正弦 规律变化的PWM。
在上述流程图中N<200时a[N]=a[n];当N^200时a[N]二a[n-200];
在EV中计数最大值为t，充分利用DSP的溢出，当N<200时，bl的 值为正，且小于t，当NS200时，t〈0，但DSP中输出全为高电平，故当N^200 时输出为0电平。CMPR1的值是满足正弦规律变化的PWM。
同理，当N<200时，b2^t，因记数最大值为t，溢出，此时CMPR2 的值为t，当N〈200时，b2的值为正，且小于t。 CMPR2的值是满足正弦 规律变化的PWM。
本发明技术方案带来如下有益效果
充分利用了DSP的下溢这个概念，使程序编译起来简单，节省了DSP 处理的大量时间和内部资源。由于优化了算法，可以使程序员有大量的时 间用在控制算法上。
对于用模拟电路产生SPWM来说，此种方法能够节约成本，而且便于 控制。对于已有的其他数字方法产生的SPWM来说，此种方法节约大量 DSP内部资源。
图1是现有技术一工作原理程序流程图； 图2是现有技术二工作原理程序流程图； 图3是A相三电平SPWM信号图4是图3三相滤波之后的波形图5是本发明中断程序流程图；图6是本发明工作原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施方式
，对本发明作进一步说明。
参照附图5和图6，基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法，其包 含以下步骤
1) 建立依次交互通信连接的输入模块、运算模块和输出模块，以及与 所述运算模块交互通信连接的存储模块；
2) 通过运算模块按如下程序进行 i )记取数值N;
ii)同时分别查表计算bl=t*m*a [N]和b2二" {l+m*a [N]}, 其中N〈200时a [N] 二a [n],当N^200时a [N] =—a [n—200];并 将其值分别存储到CMPR1和CMPR2中；
iii)利用占空比子程序计算并将al [N]赋值给EvaRegs.CMPRl得到 正弦的上半部分；将一al [N]赋值给EvaRegs.CMPRl得到正弦的下半部 分。
上述方法，其具体应用于模块化UPS中。
根据DSP的溢出规律当输出值大于计数器最大值时会以计数器最大 值输出，当输出值小于零时，输出为零；可以充分利用这一点，在此可以 不用去分情况考虑在三电平SPWM波中前后的关系。
具体实施方式
软件部分占空比计算子程序如下制定半周期的正弦表 格，以产生50HZ正弦为例
从考虑所占资源，计算速度来看，制作半周期正弦表格，在占空比计 算子程序中，先确定A相的CMPR所要求赋给的值，考虑到正弦信号的对 称性，在一周期360度中，在0-180度的时候查取正弦表格的值，然后对查出的值做处理，180到360度时给予CMPR —个固定的占空比的值以实现A 相的SPWM信号的产生，在此基础上，将A相查表指针后移2/3和4/3分 别得到B， C两相。
A相产生主要流程图如下
在上述流程图中N<200时a[N]=a[n];当N^200时a[N]=-a[n-200];
在EV中计数最大值为t，充分利用DSP的溢出，当N〈200时，bl的 值为正，且小于t，当N^200时，t〈0，但DSP中输出全为高电平，故当N2200 时输出为0电平。CMPR1的值是满足正弦规律变化的PWM。
同理，当N<200时，b2^t，因记数最大值为t，溢出，此时CMPR2 的值为t，当N〈200时，b2的值为正，且小于t。 CMPR2的值是满足正弦 规律变化的PWM。产生波形见附图3。
在上述流程图中N<200时a[N]=a[n];当N^200时a[N]=-a[n-200];
在EV中计数最大值为t，充分利用DSP的溢出，当N〈200时，M的 值为正，且小于t，当N&200时，t<0，但DSP中输出全为高电平，故当N2200 时输出为0电平。CMPR1的值是满足正弦规律变化的PWM。
同理，当N<200时，b2^t，因记数最大值为t，溢出，此时CMPR2 的值为t，当N〈200时，b2的值为正，且小于t。 CMPR2的值是满足正弦 规律变化的PWM。产生波形见附图3。
附图3所示三电平SPWM信号滤波之后产生附图4所示波形信号图。
权利要求
1、一种基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法，其包含以下步骤1)建立依次交互通信连接的输入模块、运算模块和输出模块，以及与所述运算模块交互通信连接的存储模块；2)通过运算模块按如下程序进行i)记取数值N；ii)同时分别查表计算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N<200时a[N]＝a[n]，当N≥200时a[N]＝—a[n—200]；并将其值分别存储到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序计算并将a1[N]赋值给EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；将—a1[N]赋值给EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
2.根据权利要求1所述基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法， 其具体应用于模块化UPS中。
全文摘要
本发明涉及一种形成三电平SPWM波形的方法，尤其涉及一种基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法，主要应用于USP中。本发明采用如下技术方案基于DSP的三电平SPWM波形的生产方法，其包含以下步骤1)建立依次交互通信连接的输入模块、运算模块和输出模块，以及与所述运算模块交互通信连接的存储模块；2)通过运算模块按如下程序进行i)记取数值N；ii)同时分别查表计算b1＝t*m*a[N]和b2＝t*{1+m*a[N]}，其中N＜200时a[N]＝a[n]，当N≥200时a[N]＝-a[n-200]；并将其值分别存储到CMPR1和CMPR2中；iii)利用占空比子程序计算并将a1[N]赋值给EvaRegs.CMPR1得到正弦的上半部分；将-a1[N]赋值给EvaRegs.CMPR1得到正弦的下半部分。
文档编号H02M7/42GK101478254SQ20091010489
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者芬 谢 申请人:广东易事特电源股份有限公司