为什么变频电源行业大多选择SPWM调制？

基于 DSP的三相 SPWM变频电源控制系统的设计方案，该控制系统采用不对称规则采样算法和 PID算法，输出的电压波形基本为正弦波，且具有故障保护功能，可实现对输入交流电源的自动断电，具有较高的可靠性。试验结果表明，该方案设计电路简单，抗干扰能力强，控制效果好，广泛用于电源行业。

作为电力系统的重要组成部分，变频电源的性能好坏直接关系到整个系统的安全性和可靠性。由于低功耗、电路简洁等优点，现代变频电源受到人们的青睐。变频电源采用交流-直流-交流-滤波等技术，输出电压、电流波形为纯正弦波，频率、幅度在一定范围内可调。

本文介绍了基于DSP的三相变频电源控制系统的设计方案，通过有效利用TMS320F28335丰富的片上硬件资源，实现了SPWM的不规则采样，并采用PID算法使系统产生高品质的正弦波，具有运算速度快、精度高、灵活性好、系统扩展能力强等优点。

一：系统总体介绍

根据结构不同，变频电源可分为开关型变频电源与线性变频电源两大类。变频电源采用结构即交-直-交变换过程。首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换，然后在DSP控制下把直流电源转换成三相SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。变频系统控制器采用TI公司推出的业界浮点数字信号控制器TMS320F28335。它具有150MHz的高速处理能力，32位浮点处理单元，单指令周期内32位累加运算，能够满足应用对更快代码开发和集成控制器的浮点处理器性能的要求。与上一代的数字信号处理器相比，F2833x浮点控制器不仅性能平均提高50%，而且具有精度更高、软件开发简化、与定点C28x TM控制器软件兼容的特点。

二： 系统总体框图

(1)整流滤波模块:对电网输入的交流电源进行整流滤波，为变流器提供纹波较小的DC电压。

(2)三相桥式逆变器模块:将DC电压转换为交流电。功率级采用智能IPM功率模块，具有电路简单、可靠性高的特点。

(3)滤波模块：滤除干扰和无效信号，使输出信号为标准正弦波。

(4)控制电路模块:检测输出电压和电流信号后，根据一定的控制算法和策略产生SPWM控制信号，控制IPM开关管的通断，以保持输出电压稳定，同时通过SPI接口完成输入电压信号和电流信号的程控调理。采集单元完成输出信号的频率测量。

(5)电压电流检测模块:根据要求，需要实时检测线路电压和相电流的变化，因此需要三个电压检测电路和三个电流检测电路。所有检测信号由电压跟随器隔离，然后由TMS320F28335的A/D通道输入。

(6)辅助电源模块:为控制电路提供满足一定技术要求的DC电源，保证系统稳定可靠运行。