[實用新型]一種三邏輯正弦脈寬調制整流器

無效

• 申請號: 200820135707.3
• 申請日: 2008-10-07
• 公開（公告）號: CN201315549Y
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 柏德勝;程英俊;李杰
• 申請（專利權）人: 柏德勝;程英俊;李杰
• 主分類號: H02M5/45
• 分類號: H02M5/45;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于電流型PWM(pulse?Width?Modulated，脈寬調制，下同)整流技術領域，采用DSP(Digtal?Signal?Processor，數字信號處理器，下同)編程和PWM斬控技術，解決網側功率因數低、消除網側電流的各次諧波，達到網側電流的正弦化，提高系統的功率因數。

背景技術

在傳統的電源制作中，如感應加熱電源，采用的基本上都是三相全控橋式整流電路，它具有主電路結構簡單、控制方便、晶閘管價格便宜等優點。但是，在倡導產業綠色化的現代，它的缺點也暴露無遺：它會產生很大的電力污染，即引起網側電流畸變，產生大量的諧波，降低系統的功率因數。同時，傳統整流電路還會在換流過程中引起電壓畸變。而相控整流電路是一個時滯環節，它會導致相控整流電路無法實現快速調節。針對電網的諧波抑制，目前采用的主要方法是裝設無源濾波器和有源電力濾波器，其中無源濾波器既能補償諧波，又能補償無功功率，結構簡單、可靠性高；有源電力濾波器相當于一個諧波發生器，用于產生和電網諧波等大反向的諧波以抵消電網中的諧波。針對無功功率補償，目前主要采用的是并聯電容器，但不足之處就是只能補償固定的無功功率，而且在系統中有諧波的情況下還很有可能發生并聯諧振。本實用新型的整流技術正是解決電壓電流畸變、功率因數低等問題的關鍵環節。

發明內容

本實用新型的目的就在于開發一種新型的整流技術，使其不產生諧波，功率因數為1或可調，從而解決電力電子裝置中常見的諧波和無功功率問題。

一種三邏輯正弦脈寬調制整流器，主要由脈沖信號發生器、主電路、信號放大隔離電路、輔助電源電路構成，其特征在于：脈沖信號由數字信號處理器產生，實現了三相二邏輯的產生以及二邏輯向三邏輯的轉變；并通過硬件電路將三相三邏輯信號轉變為六電平驅動，通過驅動電路用于三相電流型脈寬調制中半導體邏輯器件的驅動信號，網側電壓通過工頻變壓器接過零檢測電路，原邊接網側電壓，副邊經兩個整流鉗位二極管接到運放的輸入端，并在網側裝設電感電容濾波器，電壓過零點的信息輸入數字信號處理器，產生的六路驅動信號經過芯片功率放大后，再通過限流電阻和集隔離與驅動功能于一體的電氣隔離電路連接，驅動電路通過六路驅動信號控制六個開關管的通斷來驅動主電路，而電路中各個芯片所需電源都由電源電路提供。

首先由DSP實現二邏輯的輸出：在三相電壓型SPWM(Sinusoidal?pulse?Width?Modulation，正弦脈寬調制，下同)整流器中，將三個互差120°的調制波與相同的三角載波相交產生三相二邏輯開關函數。然后將以上產生的二值邏輯的PWM信號變換成適合電流型PWM變流器的三邏輯信號，即三相電壓型PWM整流器的線電壓信號。再由三邏輯輸出進一步處理得到門極驅動信號：在DSP內部先存入一個正弦表，正弦表的初相位為0，表的數據個數等于頻率調制比，一般設為6的倍數，本實用新型中設為84個，同理也可以存入b相和c相的正弦表，它們的相位分別滯后和超前a相120度，這樣就可以得到三相對稱的調制信號，然后根據電網電壓過零點的信號來讀正弦表表頭，就可以得到與電網電壓同步的信號。

其中TMS320LF2407的事件管理模塊(Event-Manager?Module)的PWM輸出功能能產生二邏輯SPWM信號，所以利用事件管理模塊A全比較單元的CMPR1(PWM1)、CMPR2(PWM3)、CMPR3(PWM5)來分別產生電壓型逆變器二邏輯SPWM的電平信號，利用捕獲單元的CAP1(PWM7)、CAP2(PWM8)、CAP3(PWM9)來捕獲PWM1、PWM3、PWM5輸出信號的上升沿和下降沿，進入捕獲中斷子程序，然后將捕獲口設為基本的I/O口功能，并設為輸入方式，將CMPR1(PWM1)、CMPR2(PWM3)、CMPR3(PWM5)端口的電平信號讀入DSP，然后根據當前所對應的扇區，就可以確定電流型PWM逆變器的六個開關管的驅動信號。所有的比較單元選擇定時器T1為時基以實現同步。程序中用T1的周期中斷功能，每0.24mS產生一個中斷，然后對相應的周期寄存器賦相應的值。所用TMS320LF2407A的CPU時鐘頻率為40MHz，T1PR的計數設定值為OX1298。