[发明专利]一种使用ECAP中断实现电压频率和相位跟踪的方法

说明书

本发明涉及一种使用ECAP中断实现电压频率和相位跟踪的方法，具体包括：将输入电压由正弦波转化为方波；将方波信号输入到控制器的ECAP捕捉引脚，通过ECAP中断来计算方波信号的周期值zc；同时记录中断发生时刻逆变器输出电压的相位值；将输入方波信号的下降沿定义为输入电压信号的零相位，根据周期值和相位差值进行频率相位调整，使得输出电压的频率相位跟踪输入电压的频率相位。使用软件进行锁频、锁相，进而进行频率相位的跟踪，控制方法灵活，简化了控制系统，同时避免使用大量的电阻电容等模拟器件，克服了模拟电路器件老化和功耗较高的缺点。同时使电路具有较好的实时性，克服了控制存在滞后，容易受干扰，输入、输出电压存在相位差等诸多缺点。

技术领域

本发明涉及电压频率和相位跟踪技术领域，尤其涉及一种使用ECAP中断实现电压频率和相位跟踪的方法。

背景技术

通常柴油发电机组所产生的电能品质无法满足要求，需要借助在线式UPS对机组发出的电能进行变换，进而向负载提供稳压、稳频和波形失真度极小的高品质正弦波电源。对输入电压的频率和相位进行跟踪是在线式UPS的一项关键技术，为保证逆变旁路切换过程不对负载产生过大的冲击，UPS的逆变输出电压必须与输入电压的频率及相位保持一致，因此需要通过技术手段确保输出电压能跟踪输入电压的频率和相位。

现有技术中通常采用模拟锁相环电路,但是模拟控制需要的电路复杂，分立元器件数量多，容易受温度和电磁噪声的影响。而专用的模拟控制芯片虽然简化了控制系统，但反馈控制网络中仍需要大量的电阻电容等模拟器件，存在器件老化和功耗较高的缺点。而使用AD采样的数字锁相环电路，由于AD采样电路的延时，以及模拟信号量化编码过程中的误差，造成使用AD采样的数字锁相环电路实时性不好，控制存在滞后，容易受干扰，输入、输出电压存在相位差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种使用ECAP中断实现电压频率和相位跟踪的方法，用以解决现有技术中存在的诸多问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

在基于本发明方法的一个实施例中，提供了一种使用ECAP中断实现电压频率和相位跟踪的方法，具体包括：

S1、将输入电压由正弦波转化为方波；

S2、将方波信号输入到控制器的ECAP捕捉引脚，通过ECAP中断来计算方波信号的周期值zc；同时记录中断发生时刻输出电压的相位值，此相位值即为输出电压和输入电压的相位差值deta_p；

S3、根据周期值zc和相位差值deta_p进行频率相位调整，使得输出电压的频率相位跟踪输入电压的频率相位。

进一步，所述步骤S1具体包括：

对输入电压降压、滤波后输入到过零比较器中，将输入电压正弦波中大于0的部分转变为方波的正半周，将输入电压正弦波中小于0的部分转变为方波信号的负半周。

进一步，所述步骤S2具体包括：

控制器为DSP TMS320F28335，将方波信号输入到DSP TMS320F28335的GPIO24引脚，将GPIO24引脚设置为ECAP捕捉引脚，利用DSP的ECAP模块捕捉方波信号的上升沿和下降沿，设置ECAP为连续捕捉模式，当方波信号跳变时，ECAP模块内部定时器进行捕捉，连续两个下降沿之间的时间间隔即为方波信号的周期值。

进一步，所述步骤S3具体包括：

S31、将当前周期值cf赋值为周期值zc，将相位暂存值deta_temp赋值为相位差值deta_p；

S32、根据cf的值判断输入电压是否在要跟踪的频率范围，并设置跟踪标志变量flag_tra_sv的值；