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摘要: 随着新型电力电子器件和数字信号处理器的飞速发展,数字控制的逆变电源应用日益广泛。因为数字控制相对于模拟控制有着显著的优点:简化了硬件电路设计,克服了模拟电路中参数温度漂移的问题,控制灵活且易实现先进控制等,使得所设计的电源产品不仅性能可靠,且易于大批量生产,从而降低了开发周期。因此,数字化控制电源已成为当今开关电源产品设计的潮流。文所研究的变频电源采用间接变频结构即交-直-交变换过程。首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换,然后在 DSP 控制下把直流电源转换成三相 SPWM 波形供给后级滤波电路,形成标准的正弦波。变频系统控制器采用 TI公司推出的业界首款浮点数字信号控制器 TMS320F28335 ,它具有 150MHz 高速处理能力,具备 32位浮点处理单元,单指令周期 32位累加运算,可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。与上一代领先的数字信号处理器相比,最新的 F2833x 浮点控制器不仅可将性能平均提升 50% ,还具有精度更高、简化软件开发、兼容定点 C28x TM控制器软件的特点。第一章 DSP 概述 概念的理解 DSP 即为数字信号处理器(Digital Signal Processing) ,是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。它的工作原理是将现实世界的模拟信号转换成数字信号,再用数学方法处理此信号,得到相应的结果。自从数字信号处理器(Digital Signal Processor) 问世以来,由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点,已在图形、图像处理,语音、语言处理,通用信号处理,测量分析,通信等领域发挥越来越重要的作用。随着成本的降低,控制界已对此产生浓厚兴趣,已在不少场合得到成功应用。 DSP 数字信号处理器 DSP 芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构,较传统处理器的冯? 诺依曼结构具有更高的指令执行速度。其处理速度比最快的 CPU 快10-50 倍。在当今数字化时代背景下, DSP 已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件,被誉为信息社会革命的“旗手”。 DSP 器件的特点 高速、高精度运算能力(1)硬件乘法累加操作, 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)哈弗结构和流水线结构。哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址,独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线,从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于程序和存储器在两个分开的空间中,因此取指和执行能完全重叠。流水线与哈佛结构相关, DSP 芯片广泛采用流水线以减少指令执行的时间,从而增强了处理器的处理能力。使取指、译码和执行等操作可以重叠执行,处理器可以并行处理二到四条指令,每条指令处于流水线的不同阶段。(3)硬件循环控制。大多数的 DSP 都有专门的硬件,用于零开销循环。所谓零开销循环是指处理器在执行循环时,不用花时间去检查循环计数器的值、条件转移到循环的顶部、将循环计数器减 1。(4)特殊的寻址模式。 DSP 处理器往往都支持专门的寻址模式,它们对通常的信号处理操作和算法是很有用的。例如,模块(循环)寻址(对实现数字滤波器延时线