DA2000HP逆變單元主變換電路采用高可靠性的單端高頻功率變換電路，變換頻率為64kHz。直流輸入通過(guò)輸入濾波器、輸入斷路器、輸入接觸器送入單端高頻功率變換電路，經(jīng)過(guò)變換，變壓器次級(jí)輸出高壓正弦調(diào)制波形。高壓正弦調(diào)制波形經(jīng)過(guò)高頻濾波器濾去高頻成分，得到100Hz半橋正弦波。100Hz半橋正弦波經(jīng)過(guò)50HzIGBT逆變橋變換得到50Hz220V純凈的正弦波。最后，50Hz220V純凈的正弦波通過(guò)輸出接觸器、輸出斷路器、輸出濾波器送給負(fù)載。

為了提高逆變單元的可靠性和負(fù)載適用性，在50HzIGBT逆變橋前增加補(bǔ)償器及損耗器。

DA2000HP逆變單元采用的算法是模糊控制算法，把電壓誤差和電流作為輸入模糊變量，實(shí)現(xiàn)逆變單元模糊控制。

2.3 DSP56F805簡(jiǎn)介

Motorola公司開(kāi)發(fā)的數(shù)字信號(hào)處理器DSP56F805具有16位高速定點(diǎn)運(yùn)算能力，既有單片機(jī)（MCU）靈活控制功能和豐富的外設(shè)，又有DSP高速運(yùn)算能力，非常適合電源控制、電機(jī)控制、工業(yè)控制、儀表制造等領(lǐng)域。這種型號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理芯片具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）很高的處理速度

——單指令執(zhí)行周期為25ns（工作頻率為80MHz時(shí)），即每s可執(zhí)行40M條指令；

——單周期16×16并行乘-累加器；

2）特有的并行結(jié)構(gòu)

——采用Harvard結(jié)構(gòu)，程序區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)的存儲(chǔ)單元是分開(kāi)的，高效16位DSP56800DSP內(nèi)核；

——3條內(nèi)部地址總線和1條外部地址總線；

——4條內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和1條外部數(shù)據(jù)總線；

3）編程靈活

——具有類(lèi)似單片機(jī)的編程方式；

——支持高級(jí)C語(yǔ)言編程；

——開(kāi)發(fā)方便，靈活的EVM板及豐富的SDK軟件包；

4）高度集成的內(nèi)部資源

——片上集成閃存（Flash）及RAM，計(jì)有31.5K×16位的程序Flash，512×16位程序RAM，4K×16位的數(shù)據(jù)Flash，2K×16位數(shù)據(jù)RAM，2K×16位的啟動(dòng)Flash；

——2個(gè)獨(dú)立的PWM模塊，每個(gè)PWM模塊帶有6個(gè)可獨(dú)立編程PWM輸出腳，3個(gè)電流傳感取樣腳和4個(gè)故障檢測(cè)輸入腳，支持中心對(duì)準(zhǔn)PWM和邊沿對(duì)準(zhǔn)PWM工作方式；

——可同時(shí)工作的2個(gè)12位ADC模塊，每個(gè)ADC模塊包含4路輸入腳，ADC模塊可與PWM模塊同步工作；

——14路獨(dú)立的輸入輸出口，18路復(fù)用的輸入輸出口；

——1個(gè)CAN2.0模塊；

——2個(gè)異步串行口（SCI）和1個(gè)同步串行口（SPI）；

——2個(gè)微分解碼器；

——4組計(jì)數(shù)定時(shí)器；

——內(nèi)置COP模塊，方便完成看門(mén)狗（Watchdog）功能；

——2個(gè)外部中斷源；

——可編程的PLL時(shí)鐘；

——JTAG/OnCE接口，方便調(diào)試及生產(chǎn)。

3 系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)硬件電路包括主控單元，A/D電路，PWM電路，并機(jī)與同步電路，檢測(cè)、控制及顯示電路，JTAG/OnCE電路，RS-232、時(shí)鐘及電源電路等。主控芯片用了一片144-pinLQFP封裝的DSP56F805數(shù)字信號(hào)處理器，具體電路如圖4。

圖4 系統(tǒng)硬件

3.1 主控單元

硬件以DSP56F805為中心，充分利用其 A/D、PWM、內(nèi)部Flash、CAN等自帶功能，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)工作正常時(shí)，PWMA0～PWMA1腳輸出一對(duì)SPWM波形，通過(guò)隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)單端變換電路功率管（MOSFET），再經(jīng)過(guò)主變壓器升壓，次級(jí)得到高壓SPWM正弦調(diào)制波形，經(jīng)過(guò)L、C濾波得到純凈的100Hz半橋正弦波。PWMA2～PWMA3腳輸出一對(duì)PWM波形，通過(guò)隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率管（IGBT），得到50Hz220V純凈的正弦波。PWMA4作為D/A轉(zhuǎn)換，經(jīng)濾波成直流信號(hào)，通過(guò)隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)損耗器。PWMB0～PWMB2作為輸出口，根據(jù)無(wú)功功率，選擇適當(dāng)?shù)碾娙?，通過(guò)隔離與驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償器。A/D電路時(shí)刻檢測(cè)輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、機(jī)內(nèi)溫度等參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)超過(guò)軟件的設(shè)定值，DSP立即關(guān)斷SPWM信號(hào)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。另外，F(xiàn)AULTA0作為輸出過(guò)流取樣，一旦FAULTA0電壓超過(guò)閾值，DSP立即關(guān)斷PWM輸出。

3.2 A/D電路

DSP56F805的ADC模塊具有下述特點(diǎn)：

1）12位精度；

2）同時(shí)或連續(xù)采樣工作方式；

3）同時(shí)采樣工作方式下，8個(gè)通道轉(zhuǎn)換時(shí)間為26.5ADC時(shí)鐘周期，即26.5×0.2μs=5.3μs；

4）可由PWM的內(nèi)部同步信號(hào)或定時(shí)器或外部信號(hào)觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。