具體選用日本東芝公司的TLP250集成電路作為IRF630型MOSFET的驅(qū)動光耦。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

引腳功能見表3。

對應于單管驅(qū)動電路的具體設計原理圖如圖5所示。

從圖5可以看到在光耦的輸出腳與MOSFET的驅(qū)動極之間，連有一電阻R2，該電阻即為驅(qū)動電阻，可以起到限制朗涌電流的作用，但同時也會限制峰值電流，因此要合理選擇阻值的大小。

由于DSP芯片所輸出的PWM調(diào)制電壓信號只有3．3V，無法達到光耦對輸入信號的電壓要求，因此在DSP的輸出端，需要增加一緩沖電路以增大驅(qū)動能力，緩沖電路采用74HC245芯片，它采用DIP20封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列分別如圖6和圖7所示。

3．2 控制電路板設計

本文中，控制電路的硬件部分采用了以TMS320LF2407DSP為核心的SY—EVM2407A硬件評估板。其結(jié)構(gòu)圖如8所示。它板載TMS320LF2407 DSP芯片，保證了LF2407A全速運行代碼的調(diào)試。除了DSP內(nèi)部自帶的存儲器之外，還添加了128K字的片外RAM，使得系統(tǒng)的調(diào)試更為方便。該板對于DSP各個功能引腳的輸出均提供了接口，從而可以嵌入到不同的應用系統(tǒng)中去，給硬件的開發(fā)與軟件的調(diào)試提供了便利。

3．3 軟件流程設計

為了對本文提出的新型混合多電平逆變器進行合理的控制，本文設計了基于TMS320LF2407的DSP控制程序，程序均在CCS2．0下編譯實現(xiàn)，運用仿真器進行在線調(diào)試和Flash燒寫，主程序框圖和功率驅(qū)動保護中端子程序框圖分別如圖9和圖10所示。

4 實驗結(jié)果

為了驗證本文所提出的如圖1所示的新型混合多電平逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)的有效性，本文設計了該逆變器系統(tǒng)的單相硬件平臺，該硬件平臺以TITMS320LF2407芯片作為控制電路，控制方法采用SHEPWM方法，最后用示波器測出了逆變器負載的波形。電路參數(shù)設置如下：

直流單元電壓為15V，即V1：V2：V3=3：2：3時，電源電壓比Vl：V2：V3=45V：30V：45V

電感性負載R=95Ω，L=170mH；

SHEPWM調(diào)制基波頻率為50Hz

得到的多電平逆變器負載波形與FFT分析結(jié)果如圖ll所示。

當電源比Vl：V2：V3=15V：30V：15V時，波形將退化為四電平，如圖12所示。

5 結(jié)論

本文研究了一種新型的單相混合多電平逆變器，該拓撲結(jié)構(gòu)具有使用器件少，而輸出電平多的優(yōu)點。該逆變器通過三個直流電源的組合，混合采用二極管與電容箝位的方式，實現(xiàn)了最大六電平的輸出，與傳統(tǒng)五電平數(shù)逆變器相比，具有顯著的優(yōu)點。

采用SHEPWM的逆變器控制方式，進一步降低器件的開關頻率，大大減少了系統(tǒng)的損耗，提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，提高了輸出波形的質(zhì)量。