一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法
【专利摘要】一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，该方法主要用于在DSP上实现倍频正弦脉宽调制，即用较低的载波频率实现较高的开关速度，用数字方法模拟正弦波输出。包括计算PWM时钟、载波频率、调制波频率、PWM周期值、调制波周期采样点数确定、计算PWM比较值。本发明利用倍频脉宽调制损耗低与DSP数字编程的灵活性的优点，实现了倍频脉宽调制的数字化。
【专利说明】一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，应用于以数字方法实现正弦 波输出，以较低的开关频率实现较高的开关效果，适用于各种正弦脉宽调制的数字化场合。
【背景技术】
[0002] 正弦脉宽调制（SPWM)是利用冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，只 要它们的冲量即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。当冲量按正弦规律变化时，其作 用与直接施加正弦连续电压效果相同，调节脉冲宽度使之按正弦规律变化，一系列断续脉 冲在滤波之后将变成连续正弦值。
[0003] 正弦脉宽调制在实现方式上由以下几种：双极性脉宽调制、单极性脉宽调制、倍频 脉宽调制等。其中双极性脉宽调制、倍频脉宽调制用模拟电路实现比较简单，但由于采用上 下桥臂互补导通方案，需要对上下桥脉宽加入死区，模拟电路对加入死区实现比较复杂。随 着DSP的普及，以及编程简单方便，数字化脉宽调制得到广泛应用。
[0004] PWM频率提高，对于滤波器的设计带来方便，使滤波器体积减小，但同时也会增加 开关管的损耗，因此需选用合理的PWM频率，使开关损耗与滤波器达到折中的效果。
[0005] 现有技术采用DSP作为PWM发生器已比较普遍，而将单极性倍频方式应用在DSP 中应用大都算法复杂，占用大量时间进行运算，降低了运行的实时性指标。本发明利用查表 和简单运算相结合的方法，将单极性倍频的损耗低与DSP软件的灵活性结合起来，占用很 少的运算时间，可以达到良好的效果。
【发明内容】
[0006] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种倍频正弦脉宽调制 的数字实现方法，用DSP的PWM模块生成乐正弦脉宽调制波形，以低开关频率达到了高开关 频率的效果，实现了倍频正弦脉宽调制的数字化。
[0007] 本发明的技术解决方案是：一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，步骤如下：
[0008] (1)利用DSP系统的全局时钟f。,。，计算PWM模块的时钟频率fT1 ;具体公式为：
【权利要求】
1. 一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，其特征在于步骤如下： (1) 利用DSP系统的全局时钟f；s。，计算PWM模块的时钟频率fT1 ;具体公式为： fn = ^fosc '> (2) 根据开关管的损耗和滤波器的尺寸确定载波频率f。，所述开关管的损耗随着f。的 升高而增大，滤波器的尺寸随f。的升高而减小，f。的取值范围为：5KHZ〈f；〈20KHZ ; (3) 由步骤⑴中PWM模块的时钟频率fT1和步骤⑵中载波频率f。计算PWM周期值 TlPR;具体公式为：; (4) 根据调制波频率f；、载波频率f。以及DSP系统的响应速度值计算周期采样点数N; 具体公式为：W= ;所述DSP系统的响应速度值是对DSP系统实时处理速度的量化， J r 取值范围为：a< 1 ; (5) 根据步骤（3)得到的PWM周期值TlPR和步骤（4)得到的采样点数N，对调制波前 1/2周期、后1/2周期不同情况，按照不同计算公式得到PWM不同桥臂的比较值CMPRl和 CMPR2 ； 具体为： 调制波前1/2周期，CMPRUCMPR2的具体计算过程如下：
调制波后1/2周期，CMPRUCMPR2的具体计算过程如下：
CMPR2 =O 式中，T。为调制波周期； (6)DSP利用步骤（5)中求得的PWM不同桥臂的比较值CMPRl和CMPR2生成倍频正弦脉 宽调制波。
2. 根据权利要求1所述的一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，其特征在于：所述 CMPRl和CMPR2的计算结果以表格形式存储在DSP中。
3. 根据权利要求1所述的一种倍频正弦脉宽调制的数字实现方法，其特征在于：所述 DSP系统是集成PWM模块的TMS320LF2XXX系列。
【文档编号】H02M7/501GK104467502SQ201410706892
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】常亚辉, 李新宇, 袁旭超, 郭立杰, 王晓瑜, 李建春 申请人:北京航天控制仪器研究所