62 安　徽　工　程　科　技　学　院　学　报2008年

并网电流的周期相等.由于SPWM信号由TMS320F2812内部软件产生,所以F2812明确了解并网电流

的周期和相位,这样软件锁相环中的反馈采样信号根本不需要任何硬件电路,在软件中直接调用即可[6].2.1　电网电压同步信号的检测与捕获在进行输出电流和电网电压同步的过程中,DSP需要检测电网电压信号的频率和相位作为外部输入参考,由于TMS320F2812芯片只能采集TTL电平信号,所以需要辅助硬件电路将电网的正弦波电压信号转换成幅值为3.3V的方波信号,本文中将电网电压经变压器降压低通滤后,得到与其同相位的弱电信号,该方波信号经过光电隔离和电平转换后,将幅值为3.3V的方波送到DSP芯片EVA模块的捕获引脚CAP1和CAP2,CAP1用于捕获上升沿,触发中断后用两次捕获值之差来确定对应的电网频率,CAP2用于捕获下降沿,触发中断后在方波的后半周期进行锁相调整[7].2.2　SPWM

波的产生

SPWM波是用正弦波与三角载波相互比较而产生的脉冲高度不变且宽度与正弦波幅值成正比的方波信号,通常的模拟方法是直接将正弦波与三角波输入到一个由运放所构成的比较器电路进行比较而实现的[8].芯片TMS320F2812,,芯片中,PWM寄存器的值匹配来实现的.周期寄存器装载着给定三角波周期相应的计数值,比较寄存器装载着正弦波离散化后的各个比较点的幅值.设定定时器为连续增/减计数模式,当定时器的计数值与比较寄存器中的值相等时发生比较匹配,这样在一个三角载波周期中会发生两次匹配,如果需要改变三角载波的频率和脉冲的宽度,只需改变周期寄存器和比较寄存器的值,在上述两次匹配时,相应引脚的输出电平发生翻转,从而得到宽度不等的PWM波.在整个过程中,三角载波和正弦波并没有出现,它们只是一种抽象的波形.图2是PWM波发生的简要示意图.2.3　频率跟踪的软件实现

　图2　PWM波发生简要示意图

采用SPWM信号模拟的正弦波频率主要取决于SPWM本身的载波频率和每个正弦波周期离散化输出的点数[9].即输出信号的频率:

fsin=

　,

每个sin周期输出的点数

(1)

在保证每个正弦波周期离散化输出的点数不变的情况下,输出信号频率由SPWM波载波频率来决定,而载波频率是可以通过周期寄存器值来改变的,利用这个特点,在软件编程实现时,我们可以通过改变周期寄存器的值,来即时调整输出频率的大小.在本文中假定每个正弦周期输出点数为512个,设定定时器为连续增/减计数模式,通过软件设置捕获单元CAP1的计数时基为定时器T2,设定T2的时基为4.6875MHz(32分频),设定定时器T1的时基为150MHz,用于产生三角载波信号.采用一辅助寄存器TN来保存CAP1两次捕获值之差,可得:

TN=　,150f

(2)(3)

2T1PR=　,

150f

式中:TN为CAP1两次捕获值之差,T1PR为定时器T1的周期计数值,f为电网频率.

正常情况电网频率f=50Hz,可得TN=97350μs,T1PR=2930μs电网频率变化范围(50±1)Hz,这样每次中断时TN的值在95663～92092μs变动,根据TN的值查表1就能获得高精度的频率值.用这个频率值来改变三角载波的周期,即周期寄存器T1PR值,以改变输出并网电流的周期,从而实现频率跟踪的目标.