[实用新型]一种三逻辑正弦脉宽调制整流器

说明书

技术领域

本实用新型属于电流型PWM(pulse Width Modulated，脉宽调制，下同)整流技术领域，采用DSP(Digtal Signal Processor，数字信号处理器，下同)编程和PWM斩控技术，解决网侧功率因数低、消除网侧电流的各次谐波，达到网侧电流的正弦化，提高系统的功率因数。

背景技术

在传统的电源制作中，如感应加热电源，采用的基本上都是三相全控桥式整流电路，它具有主电路结构简单、控制方便、晶闸管价格便宜等优点。但是，在倡导产业绿色化的现代，它的缺点也暴露无遗：它会产生很大的电力污染，即引起网侧电流畸变，产生大量的谐波，降低系统的功率因数。同时，传统整流电路还会在换流过程中引起电压畸变。而相控整流电路是一个时滞环节，它会导致相控整流电路无法实现快速调节。针对电网的谐波抑制，目前采用的主要方法是装设无源滤波器和有源电力滤波器，其中无源滤波器既能补偿谐波，又能补偿无功功率，结构简单、可靠性高；有源电力滤波器相当于一个谐波发生器，用于产生和电网谐波等大反向的谐波以抵消电网中的谐波。针对无功功率补偿，目前主要采用的是并联电容器，但不足之处就是只能补偿固定的无功功率，而且在系统中有谐波的情况下还很有可能发生并联谐振。本实用新型的整流技术正是解决电压电流畸变、功率因数低等问题的关键环节。

发明内容

本实用新型的目的就在于开发一种新型的整流技术，使其不产生谐波，功率因数为1或可调，从而解决电力电子装置中常见的谐波和无功功率问题。

一种三逻辑正弦脉宽调制整流器，主要由脉冲信号发生器、主电路、信号放大隔离电路、辅助电源电路构成，其特征在于：脉冲信号由数字信号处理器产生，实现了三相二逻辑的产生以及二逻辑向三逻辑的转变；并通过硬件电路将三相三逻辑信号转变为六电平驱动，通过驱动电路用于三相电流型脉宽调制中半导体逻辑器件的驱动信号，网侧电压通过工频变压器接过零检测电路，原边接网侧电压，副边经两个整流钳位二极管接到运放的输入端，并在网侧装设电感电容滤波器，电压过零点的信息输入数字信号处理器，产生的六路驱动信号经过芯片功率放大后，再通过限流电阻和集隔离与驱动功能于一体的电气隔离电路连接，驱动电路通过六路驱动信号控制六个开关管的通断来驱动主电路，而电路中各个芯片所需电源都由电源电路提供。

首先由DSP实现二逻辑的输出：在三相电压型SPWM(Sinusoidal pulse Width Modulation，正弦脉宽调制，下同)整流器中，将三个互差120°的调制波与相同的三角载波相交产生三相二逻辑开关函数。然后将以上产生的二值逻辑的PWM信号变换成适合电流型PWM变流器的三逻辑信号，即三相电压型PWM整流器的线电压信号。再由三逻辑输出进一步处理得到门极驱动信号：在DSP内部先存入一个正弦表，正弦表的初相位为0，表的数据个数等于频率调制比，一般设为6的倍数，本实用新型中设为84个，同理也可以存入b相和c相的正弦表，它们的相位分别滞后和超前a相120度，这样就可以得到三相对称的调制信号，然后根据电网电压过零点的信号来读正弦表表头，就可以得到与电网电压同步的信号。

其中TMS320LF2407的事件管理模块(Event-Manager Module)的PWM输出功能能产生二逻辑SPWM信号，所以利用事件管理模块A全比较单元的CMPR1(PWM1)、CMPR2(PWM3)、CMPR3(PWM5)来分别产生电压型逆变器二逻辑SPWM的电平信号，利用捕获单元的CAP1(PWM7)、CAP2(PWM8)、CAP3(PWM9)来捕获PWM1、PWM3、PWM5输出信号的上升沿和下降沿，进入捕获中断子程序，然后将捕获口设为基本的I/O口功能，并设为输入方式，将CMPR1(PWM1)、CMPR2(PWM3)、CMPR3(PWM5)端口的电平信号读入DSP，然后根据当前所对应的扇区，就可以确定电流型PWM逆变器的六个开关管的驱动信号。所有的比较单元选择定时器T1为时基以实现同步。程序中用T1的周期中断功能，每0.24mS产生一个中断，然后对相应的周期寄存器赋相应的值。所用TMS320LF2407A的CPU时钟频率为40MHz，T1PR的计数设定值为OX1298。