TMS320F240 DSP驱动的高功率因数PWM整流器控制策略

本文主要探讨了如何利用TI公司的TMS320F240数字信号处理器（DSP）来实现单位功率因素PWM整流器的控制。PWM整流器是一种采用脉宽调制技术的新型电源变流器，通过精确控制功率开关管的工作状态，能够降低电流谐波并提升功率因数至接近1，从而提高电网效率。 在数字化控制方案中，TMS320F240的优势显著。首先，相比传统的模拟控制，它提供了更大的控制灵活性，因为软件算法的运用使得设计者能够根据需要调整控制策略。其次，由于微机系统的元器件较少，且信号处理全部数字化，因此抗干扰能力更强，故障率低，故障诊断也更为便捷。此外，该DSP具有参数设定简单的特点，使得系统调试变得更加高效。 TMS320F240作为一款专门针对电机控制设计的DSP，拥有强大的处理能力（20MIPS），内置丰富的外设模块，如双10位A/D转换器、多路复用I/O引脚、锁相环时钟模块、看门狗定时器等。特别是其内置的事件管理器，提供了大量的比较/PWM通道，有助于简化PWM波形生成过程，仅需少量CPU干预，非常适合控制需要多个PWM输出的设备，如三相电机和整流器。 本文的核心部分介绍了PWM整流器的主电路，采用了单相全桥结构，包括输入的电网正弦波电压uN(t)、输出的直流电压Ud、输入脉冲波us(t)以及对应的电流iN(t)。通过精确控制S1-S4开关管和D1-D4整流二极管的工作，采用电流追踪型控制策略，能够确保输出电压稳定并使输入电流iN(t)与电网电压同步，从而达到单位功率因数。 整个控制系统的设计围绕着TMS320F240的特性展开，充分利用其高性能和丰富的外设资源，实现了对整流器的高效、灵活和可靠的数字控制。这种数字化解决方案对于提高电力电子设备的性能和能效具有重要意义。