全数字单相三电平整流器控制电路设计

3 软件设计

系统采用两个通用定时器GPT₁及GPT₂来产生周期性的CPU中断，其中GPT₁用于PWM信号产生、ADC采样和高频电流环控制(20kHz)，GPT₂用于低频电压环的控制(10kHz)，两者均采用连续升/降计数模式。低速电压环的采样时间为100μs，高速电流环采样时间为50μs。中断屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT ₁在下降沿和特定周期产生中断，GPT₂则仅在下降沿产生中断。

整个程序分为主程序模块、初始化模块、电流控制环计算模块、电压控制环计算模块、PWM信号产生模块等五大部份。程序流程如图5所示。

图5 主程序流程

4 仿真结果及实验

仿真参数如下：输入电压us交流220V，50Hz，

输出功率1kW，开关管GTO，开关频率500Hz。整流状态和逆变状态下电源电压u_s、电源电流i_s功率电感器、交流侧电压u_AB波形分别如图6及图7所示。

图6 整流状态波形

图7 逆变状态波形

实验结果也证实了设计的正确性，在采用GTO管、开关频率较共模电感器低（500Hz）时，输入侧电流波形仍然非常接近正弦，装置得到了接近1的功率因数，同时开关上的电压应力减少了一半。

5 结语

采用全电感器生产厂家数字控制的三电平PWM整流器将控制系统外围电大电流电感路减至最少，在较低成本下可以获得很高的性能。基于DSP的三电平整流器比传统功率因数校正电路动态性能更好，在较低的开关频率下就可以获得比较好的正弦化电流波形，并可用于GTO等开关器件。如用于高压、大功率三相电路、VVVF电源、电机控制等领域，该方案优越性更明显。

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