[發明專利]一種使用ECAP中斷實現電壓頻率和相位跟蹤的方法

有效

• 申請號: 201710236588.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106873476B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 劉承坤;胡永峰;鄂智佳
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;王一

本發明涉及一種使用ECAP中斷實現電壓頻率和相位跟蹤的方法，具體包括：將輸入電壓由正弦波轉化為方波；將方波信號輸入到控制器的ECAP捕捉引腳，通過ECAP中斷來計算方波信號的周期值zc；同時記錄中斷發生時刻逆變器輸出電壓的相位值；將輸入方波信號的下降沿定義為輸入電壓信號的零相位，根據周期值和相位差值進行頻率相位調整，使得輸出電壓的頻率相位跟蹤輸入電壓的頻率相位。使用軟件進行鎖頻、鎖相，進而進行頻率相位的跟蹤，控制方法靈活，簡化了控制系統，同時避免使用大量的電阻電容等模擬器件，克服了模擬電路器件老化和功耗較高的缺點。同時使電路具有較好的實時性，克服了控制存在滯后，容易受干擾，輸入、輸出電壓存在相位差等諸多缺點。

技術領域

本發明涉及電壓頻率和相位跟蹤技術領域，尤其涉及一種使用ECAP中斷實現電壓頻率和相位跟蹤的方法。

背景技術

通常柴油發電機組所產生的電能品質無法滿足要求，需要借助在線式UPS對機組發出的電能進行變換，進而向負載提供穩壓、穩頻和波形失真度極小的高品質正弦波電源。對輸入電壓的頻率和相位進行跟蹤是在線式UPS的一項關鍵技術，為保證逆變旁路切換過程不對負載產生過大的沖擊，UPS的逆變輸出電壓必須與輸入電壓的頻率及相位保持一致，因此需要通過技術手段確保輸出電壓能跟蹤輸入電壓的頻率和相位。

現有技術中通常采用模擬鎖相環電路,但是模擬控制需要的電路復雜，分立元器件數量多，容易受溫度和電磁噪聲的影響。而專用的模擬控制芯片雖然簡化了控制系統，但反饋控制網絡中仍需要大量的電阻電容等模擬器件，存在器件老化和功耗較高的缺點。而使用AD采樣的數字鎖相環電路，由于AD采樣電路的延時，以及模擬信號量化編碼過程中的誤差，造成使用AD采樣的數字鎖相環電路實時性不好，控制存在滯后，容易受干擾，輸入、輸出電壓存在相位差。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種使用ECAP中斷實現電壓頻率和相位跟蹤的方法，用以解決現有技術中存在的諸多問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

在基于本發明方法的一個實施例中，提供了一種使用ECAP中斷實現電壓頻率和相位跟蹤的方法，具體包括：

S1、將輸入電壓由正弦波轉化為方波；

S2、將方波信號輸入到控制器的ECAP捕捉引腳，通過ECAP中斷來計算方波信號的周期值zc；同時記錄中斷發生時刻輸出電壓的相位值，此相位值即為輸出電壓和輸入電壓的相位差值deta_p；

S3、根據周期值zc和相位差值deta_p進行頻率相位調整，使得輸出電壓的頻率相位跟蹤輸入電壓的頻率相位。

進一步，所述步驟S1具體包括：

對輸入電壓降壓、濾波后輸入到過零比較器中，將輸入電壓正弦波中大于0的部分轉變為方波的正半周，將輸入電壓正弦波中小于0的部分轉變為方波信號的負半周。

進一步，所述步驟S2具體包括：

控制器為DSP TMS320F28335，將方波信號輸入到DSP TMS320F28335的GPIO24引腳，將GPIO24引腳設置為ECAP捕捉引腳，利用DSP的ECAP模塊捕捉方波信號的上升沿和下降沿，設置ECAP為連續捕捉模式，當方波信號跳變時，ECAP模塊內部定時器進行捕捉，連續兩個下降沿之間的時間間隔即為方波信號的周期值。

進一步，所述步驟S3具體包括：

S31、將當前周期值cf賦值為周期值zc，將相位暫存值deta_temp賦值為相位差值deta_p；

S32、根據cf的值判斷輸入電壓是否在要跟蹤的頻率范圍，并設置跟蹤標志變量flag_tra_sv的值；