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基于DSP的光伏并网发电系统数字锁相技术

    DSP捕获单元的作用是捕获引脚上电平的变化,并记录电平发生变化的时刻。本文中,CAP4和CAP5均设置为检测到上升沿有效。由于CAP输入信号是方波信号,因此两个相邻上升沿之间的间隔恰好是一个周期,同时上升沿发生的时刻就是采样信号从负到正的过零点,从而实现对电网电压和输出电流频率和相位的检测。

    2.2 SPWM波的产生机理

    SPWM波是用正弦波与三角载波相互比较而产生的脉冲宽度与正弦波幅值成正比的方波信号,通常的硬件方法是直接将正弦与三角这两种波输入到一个由运放所构成的比较器电路进行比较而实现的。采用DSP芯片TMS320LF2407A,用软件方法产生SPWM波的机理与传统的硬件方法不同。

    在DSP芯片中,PWM信号的产生主要通过通用定时器的周期寄存器和相关比较寄存器的匹配来实现的。周期寄存器装载着给定三角波周期相应的计数值,比较寄存器装载着正弦波离散化后的各个比较点的幅值。设定定时器为连续增/减计数模式,当定时器的计数值与比较寄存器中的值相等时发生比较匹配,这样在一个三角载波周期中会发生两次匹配。在上述两次匹配时,相应引脚的输出电平发生翻转。从而得到宽度不等的PWM波。

    2.3 数字锁相与软件流程图

    数字锁相的目标是使输出电流与电网电压同频同相,也即让逆变电流去跟踪电网电压的变化。输出电流频率是通过调整产生SPWM的三角载波频率而实现的,若电流频率小于电网频率,则应减小发生SPWM信号的相关定时器周期寄存器的值,从而通过提高三角载波频率来实现输出电流领率与电网电压频率相同,反之亦然。输出电流相位是通过调整产生SPWM信号正弦波离散值中的第一个点发生的时刻而实现的,当捕获到电网电压的过零点时,立即调整相应比较寄存器中正弦波离散值的指针,并作一定的时间补偿。

    频率调整的软件流程框图如图4所示。

来源:电源技术应用
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