TMS320F2812 DSP用正弦函数表与事件管理器EVAB产生6路PWM波详解.pdf

摘要：三相逆变是光伏并网逆变器的主要组成部分。本文介绍了基于DSP的三相逆变器的控制程序的设计原理和参数

计算，并给出了部分实验调试的结果。

1引言

TMS320F2812DSP是在光伏并网逆变器中广泛应用的嵌入式微处理器控制芯片。限于篇幅，本文只对基于DSP

的三相逆变控制程序的设计进行了讨论。第2节介绍了三相逆变控制程序的总体设计原理。第3节讨论了参数计算方法

和程序设计原理。最后第4节给出了部分实验调试结果。

2基本原理

控制程序的总体设计示意图见图1。

使用异步调制的方法产生SPWM波形。将正弦调制波对应的正弦表的数值，按一定时间间隔t1依次读出并放入缓冲

寄存器中。比较寄存器则由三角载波的周期t2同步装载，并不断地与等腰三角载波比较，以产生SPWM波形。

时间间隔t1决定了正弦波的周期，时间间隔t2决定了三角载波的采样周期，t1和t2不相关，亦即正弦调制波的产

生和PWM波形发生器两部分相互独立。

使用TMS320F2812的EV模块产生PWM波形。EVA的通用定时器1按连续增/减模式计数，产生等腰三角载波。

三个全比较单元中的值分别与通用定时器1计数器T1CNT比较，当两者相等时即产生比较匹配事件，对应的引脚(PWMx，

x=1，2，3，4，5，6)电平就会跳变，从而输出一系列PWM波形。因为PWM波形的脉冲宽度与比较寄存器中的值一

一对应，所以，只要使比较寄存器中的值按正弦规律变化，就可以得到SPWM波形。

考虑到DSP的资源有限，使用查表法产生正弦调制波。将一个正弦波的周期按照一定的精度依次存于表中；使用

时按照一定的定时间隔依次读取，便得到正弦波。显然，精度要求越高，所需的表格越大，存储量也越大。

一个周期的正弦表的相位是，对应表的长度的1/3。为了产生三相对称正弦波，将正弦表长度取为3n，n为整数。当

A相从第0个数开始取值时，则B相从第n个数处开始取值，C相从第2n个数处开始取值。事实上，因为使用了异步

调制，所以只要正弦表的长度足够大，不是3的整数倍也不会对输出波形产生太大影响。

程序由主程序和中断程序两部分构成，主程序见图2。中断程序用来根据逆变输出正弦波的频率计算依次读取正弦

表的时间间隔t1。

3参数计算与程序设计

3.1正弦调制波的参数计算

通用定时器T1的计数器T1CNT按连续增/减计数模式产生三角载波，从0增计数到T1PR=M，再减计数到0，循

环不止；其时钟取事件管理器的最大时钟频率为75MHz，载波频率取fc=15kHz，可算得，M=2500。

考虑到由双极性调制法产生SPWM波形，且调制比小于1。三角载波的幅值M和正弦调制信号的峰值Um需满足

UmM’=M/2

正弦调制波的频率由读取正弦表的速度决定，可以选择CPU定时器T0给正弦波的周期定时。设正弦波的周期用T表示，

则T0的定时时间应该是T0=T/N=T/600，即按照节拍T0依次读取正弦表，读取600个点正好一个正弦波周期T。

CPU定时器T0是32位的定时器，其计数时钟为150MHz，则CPU定时器T0的最大定时长度为2的32次方

/150MHz=28.6s，对应正弦波的最大周期Tmax为28.6N=17560s，以及最低频率为fmin=1/Tmax=1/1756010-4Hz。

可见其频率分辨率已足够高。对应于工频50Hz时，T0=20ms/600=33.33ms。CPU定时器T0在主程序中使用时只需

调用一句ConfigCpuTimer(CpuTimer0,150,T0)。

3.2死区时间：

逆变器主电路采用MOSFET，据此,可选择死区时间为500ns。为了避免SPWM波形的窄脉冲被死区吃掉，可以先

计算与死区时间对应的计数次数，

3.3PWM波形发生器的参数计算与程序设计

使用DSP的事件管理器EVA模块的全比较单元产生SPWM波形，需要对事件管理器的寄存器进行配置，步骤如

下：

1)设置和装载比较行为控制寄存器ACTRA；

2)使能死区功能，设置和装载死区定时器控制寄存器DBTCONA；

3)初始化比较寄存器CMPR1、CMPR2、CM