基于TMS320F2812的三电平逆变器载波调制方法研究

TMS320F2812片上集成的外围设备中有2个事件管理器(EVA、EVB)，每个事件管理器含有3个全比较单元，每个全比较单元有两路互补的PWM输出，因此共有12路两两互补的PWM输出，正好对应三电平逆变电路的12个主开关器件。其中的对应关系如表1所列。

此外，为使12路PWM协调工作，必须使EVA、EVB同步工作，就好像它们共用一个计数器，且具有相同的周期比较寄存器的值。由于EVA的比较单元计数器为GP timerl，EVB的比较单元计数器为GP timer3，为了使六个比较单元同步工作，就必须使GP timer1和GP timer3同时启动。但由于一条指令只能启动一个计数器，因此，要用连续两条启动指令分别启动两个计数器。TMS320F2812浮点式DSP的最高指令执行速度为150 MHz，可使得指令周期缩短到6．67 ns。因此，两个计数器虽不能完全同步，但滞后仅为几个纳秒，远小于2微秒的死区时间，这对于千赫兹级的开关频率来说，可以忽略不计。因此，以单个TMS320F2812控制器为平台构建系统，可以节约大量的外围逻辑电路，降低成本，同时可提高系统的可靠性。

本程序的设计载波频率为20 kHz，调制波为50 Hz标准正弦波。DSPF内部可将时钟频率分频为60MHz。由于载波周期为50μs，寄存器的值应该设置为1500，幅度调制比M为0．92，计数器初始值设为O。由于载波比为400，所以一个正弦波周期可响应400次中断，实时值与计数器值比较可产生控制脉冲，再通过死区单元产生互补的一对MOSFET信号，故可设置死区时间为2μs，且删除小于0．67μs以下的窄脉冲。

按照上述参数，其实验验证结果如图7所示。其中，图7(a)为开关T1、T3的互补关系； (b)为开关T1、T2在一个正弦波周期内按照正负交替导通作用； (c)为其互补信号的死区时间。

5 结束语

本文分析了两种常见的载波调制方法及其仿真验证；并采用TMS320F2812 DSP作为系统的控制芯片，改进并简化了传统的层叠三角载波脉宽调制方法，同时利用改进的算法编制了一套DSP的控制程序。实验结果表明，改进后的算法使得DSP编程非常容易，且脉冲序列工作稳定。是一种适用于中、大功率变频器等装置的功率模块设计方案，对工程应用有较强的指导意义。