基于TMS320F2812 的逆变电源控制器的设计与研究

近年来，现代逆变电源越来越趋向于高频化，高性能，模块化，数字化和智能化。文中研制的逆变电源控制系统以TMS320F2812作为控制核心，它是一种支持实时仿真的32位微控制器，内部具有UART、SCI总线、SpI总线、pWM、按时器、ADC、CAN总线控制器等众多外围部件，功能强大。重要实现pWM出现、AD转换、DA转换、SCI、开关量检测、继电器驱动以及其他信号控制。

1基于TMS320F2812逆变电源的总体设计

1.1DSp控制器TMS320F2812性能

TMS320F2812芯片是TMS320C28x系列中的一种，它采用先进的改进型哈佛结构，其程序存储器和数据存储器具有各自的总线结构，从而它的处理能力达到最大;它的指令执行速度为150MIpS,这种高性能使复杂控制算法的实时执行成为可能。同时，其CpU支持基于C/C++编程，很大程度上减轻了开发者的负担。TMS320F2812芯片的重要性能如下：

1)高性能静态CMOS(StaticCMOS)技术时钟频率为150MHz,时钟周期为6.67ns.低功耗(核心电压1.8V,I/O口电压和flash编程电压均为3.3V)

2)高性能32位中央处理器32位算术逻辑单元(ALU)，可得64位计算结果，哈佛总线结构，八级流水线，独立存储器空间，可达4M字的程序地址和数据地址

3)片内存储器和外部存储器接口片内存储器包含：128kFlash存储器，1kOTp型只读存储器，18kSARAM外部存储器接口包括：多达1M的存储器，可编程等待状态数，可编程读写选通(StrobeTiming)，3个独立的片选端

4)最多有56个独立的可编程、多用途输入输出(GpIO)引脚5)丰富的串口外围设备串行外围接口SpI,采用标准的UART的串行通信接口SCIS,改进的局域网络eCAN以及多通道缓冲串行接口McBSp

1.2电源总体结构

本文研究的是基于TMS320F2812的电源系统，系统总体结构由主电路和控制电路组成，系统总体结构图如图1所示。

1.3主回路结构主回路由两大部分组成：整流滤波电路和三相全桥逆变电路。整流滤波电路将三相交流电变成直流电，三相全桥逆变电路将直流电变成三相交流电。主回路结构示意图如图2所示。

图中U、V、W为三相交流电源输入，采用了三相可控整流电路，通过改变直流母线电压的方式来改变输出脉冲的电压。整流部分采用了2组晶闸管整流模块，分别为逆变器输出的正脉冲和负脉冲供电。通过控制晶闸管的触发角就能控制直流母线电压。逆变电路是该系统的核心部分，输出脉冲的频率、占空比、脉冲个数、死区时间、加工模式以及加工时间段都是通过逆变电路进行控制。

2控制系统硬件设计

2.1控制器的组成

控制器以TMS320F2812数字信号处理器为主控芯片，重要实现pWM出现、AD转换、DA转换、SCI、开关量检测、继电器驱动以及其他信号控制。A/D转换部分：信号前端处理，分别采集正负脉冲电压值和电流值D/A转换部分：将设置值转换为晶闸管的触发角，并把该值送到相应的晶闸管模块输入输出部分：出现一些输入和输出信号，重要是pWM、开关量以及继电器驱动控制器总体结构示意图如图3所示。

2.2IGBT的选型

逆变电路承担功率输出的任务。每一个桥臂上采用多个较小开关容量的IGBT进行并联，用多组IGBT实现脉冲功率信号的输出。2.2.1IGBT额定电压UCEp的确定IGBT位于逆变桥上，其输入端与电力电容并联，起到了缓冲波动和干扰的用途，因此，在设计时可以适当的降低安全欲量。最大集射间电压为：

式中的1.1为电压的波动系数。关断时峰值电压按式(2)计算。