SPWM產生方法

1、調制法（調制法（1 1）- -產生單相正弦交流電路產生單相正弦交流電路調制法（調制法（1）-產生單相正弦交流電產生單相正弦交流電調制法（調制法（1）-產生單相正弦交流電產生單相正弦交流電調制法（調制法（1）-產生單相正弦交流電產生單相正弦交流電調制法（調制法（2）-產生三相正弦交流電產生三相正弦交流電調制法（調制法（2）-產生三相正弦交流電產生三相正弦交流電計算法計算法-產生單相正弦交流電產生單相正弦交流電計算法（計算法（1）-規(guī)則采用法規(guī)則采用法n面積等效原理：面積等效原理：nSPWM信號占空比：信號占空比： 2/2=2/sin+1cDrTta2sin12sin1iDirciitTd計算法（

2、計算法（1）-規(guī)則采用法規(guī)則采用法ni取值范圍是取值范圍是0至至N-1；nN為一個調制波周期所含為一個調制波周期所含SPWM載波周期個數(shù)；載波周期個數(shù)；n ，是每個載波周期中間值對應的電，是每個載波周期中間值對應的電角度。角度。nTC值為：值為：n缺點：缺點： 不是整數(shù)值。不是整數(shù)值。tDiri=ifNNTTRC1計算法（計算法（2）-近似計算法近似計算法n1、將一個交變周期分為、將一個交變周期分為36個個PWM周期（每段對應周期（每段對應10）的計）的計算式如下：算式如下：nn取值：取值：0至至35.得正弦波數(shù)據(jù)表如下所示：得正弦波數(shù)據(jù)表如下所示：n1.0000,1.1736,1.3420,

3、1.5000,1.6428,1.7660, /0_50度度n1.8660,1.9397,1.9848,2.0000,1.9848,1.9397, /60_110度度n1.8660,1.7660,1.6428,1.5000,1.3420,1.1736, /120_170度度n1.0000,0.8264,0.6580,0.5000,0.3572,0.2340, /180_230度度n0.1340,0.0600,0.0152,0.0000,0.0152,0.0600, /240_290度度n0.1340,0.2340,0.3572,0.5000,0.6580,0.8264; /300_350度度)s

4、in(110nonBD計算法（計算法（2）-近似計算法近似計算法n2、 時間常數(shù)時間常數(shù)TC確定：確定：n其中：其中：Fn表示時鐘頻率，本設計表示時鐘頻率，本設計Fn=4MHz；N=36為每個周期所分段數(shù)；為每個周期所分段數(shù)；f為所求基波信號為所求基波信號頻率。頻率。fNFnTC計算法（計算法（2）-近似計算法近似計算法n3、SPWM脈寬（任務周期）含主頻周期數(shù)脈寬（任務周期）含主頻周期數(shù)Dn的的計算式為：計算式為：n4、上述中斷時間常數(shù)、上述中斷時間常數(shù)TC送單片機比較控制寄存送單片機比較控制寄存器器CCR0；脈寬數(shù)據(jù)；脈寬數(shù)據(jù)dN存入存入36單元的一維數(shù)組，單元的一維數(shù)組，循環(huán)送入循環(huán)送入

5、CCR1和和CCR2比較控制寄存器。比較控制寄存器。fNFnndn2)sin(110o計算法（計算法（2）-近似計算法近似計算法n系統(tǒng)框圖：系統(tǒng)框圖：計算法（計算法（2）-近似計算法近似計算法n逆變演示電路： TA1、TA2通過定時器發(fā)互補SPWM波。輸出交流電峰-峰值應為2VDD。 計算法計算法-產生三相正弦交流電產生三相正弦交流電計算法計算法-產生三相正弦交流電產生三相正弦交流電計算法（計算法（3）-異步近似計算法異步近似計算法nSPWM信號中有兩個頻率，其一是正弦波調制信號中有兩個頻率，其一是正弦波調制也就是基波的頻率，其二是載波也就是也就是基波的頻率，其二是載波也就是SPWM信號的頻率

6、。信號發(fā)生器的基波頻率應是可設信號的頻率。信號發(fā)生器的基波頻率應是可設定調整的，以便逆便電路產生可調頻的輸出電定調整的，以便逆便電路產生可調頻的輸出電壓。信號發(fā)生器的載波頻率應是不變的，以便壓。信號發(fā)生器的載波頻率應是不變的，以便逆變后的濾波電路消除高頻雜波。逆變后的濾波電路消除高頻雜波。計算法（計算法（3）-異步近似計算法異步近似計算法n定時器定時器B的的TB1、TB2和和TB3三個輸出端發(fā)出三個輸出端發(fā)出了固定載波頻率、可調基波頻率的三相了固定載波頻率、可調基波頻率的三相SPWM信號。信號。n（1）單片機主時鐘頻率）單片機主時鐘頻率fcp=8MHz，SPWM主頻主頻fs=10kHz，定時器

7、中斷時間間隔為，定時器中斷時間間隔為0.1ms，定時器，定時器CCR0中斷時間常數(shù)為中斷時間常數(shù)為fcp/fs=800。由于中斷時間間隔小，要求中斷。由于中斷時間間隔小，要求中斷服務程序必須簡潔，執(zhí)行時間不能超過服務程序必須簡潔，執(zhí)行時間不能超過0.1ms。CCR0數(shù)據(jù)的寫入和定時器數(shù)據(jù)的寫入和定時器B的的TB1、TB2和和TB3三個端子輸出模式的設定，由定時器三個端子輸出模式的設定，由定時器B初初始化程序完成。始化程序完成。 n各各SPWM周期的任務周期對應定時器計數(shù)值計周期的任務周期對應定時器計數(shù)值計算關系式如下：算關系式如下：nDi=10+1+sin（i10）780/2ni：數(shù)組序號，取

8、值范圍：數(shù)組序號，取值范圍0-71。n所加常數(shù)所加常數(shù)10：保證：保證SPWM占空比最小為占空比最小為10/800，最大為，最大為790/800。nN_1和和Di（對應變量數(shù)組（對應變量數(shù)組Buf_PWM ）的計）的計算在算在PWM初始化程序中完成，清單如下：初始化程序中完成，清單如下：void init_TB(void) /設置設置TimerB輸出輸出PWM的工作模式的工作模式nn TBCCR0 = 800; /設置定時器設置定時器B載波周期時間常數(shù)載波周期時間常數(shù) n P4DIR |= 0 x0e; / p1.2 output moden P4SEL |= 0 x0e; / p1.2 op

9、tion selectn TBCCTL1 = OUTMOD_3+SLSHR_3; n TBCCTL2 = OUTMOD_3+SLSHR_3; n TBCCTL3 = OUTMOD_3+SLSHR_3; n TBCTL = TBSSEL_2 + TBCLR+ SHR_0 ; n TBCCTL0 = CCIE; / 中斷使能中斷使能CCR0n TBCTL |= MC0; / 設置遞增模式設置遞增模式nn（2）逆變基波頻率）逆變基波頻率fj為按鍵設定值，一個基為按鍵設定值，一個基波周期含波周期含SPWM數(shù)為數(shù)為N_1=fs/fj。如一個。如一個50Hz基波（周期基波（周期20ms）含）含200個個S

10、PWM脈沖（周脈沖（周期期100us）。）。 n（3）設用36個點擬合正弦波，且SPWM占空比不能出現(xiàn)負值，正弦常數(shù)表計算公式為：nNUM_SINi =1+sin（i10） n其中i分別為0、35。為了節(jié)省單片機執(zhí)行時間，預先算得數(shù)據(jù)表以常量數(shù)組存于單片機ROM存儲區(qū)。重疊兩次存儲目的是節(jié)省B相和C相提取數(shù)據(jù)時間。 nconst double NUM_SIN72= /正弦波正弦波n 1.0000,1.1736,1.3420,1.5000,1.6428,1.7660, /0_50度度n 1.8660,1.9397,1.9848,2.0000,1.9848,1.9397, /60_110度度n 1

11、.8660,1.7660,1.6428,1.5000,1.3420,1.1736, /120_170度度n 1.0000,0.8264,0.6580,0.5000,0.3572,0.2340, /180_230度度n 0.1340,0.0600,0.0152,0.0000,0.0152,0.0600, /240_290度度n 0.1340,0.2340,0.3572,0.5000,0.6580,0.8264, /300_350度度n 1.0000,1.1736,1.3420,1.5000,1.6428,1.7660, /0_50度度n 1.8660,1.9397,1.9848,2.0000,1

12、.9848,1.9397, /60_110度度n 1.8660,1.7660,1.6428,1.5000,1.3420,1.1736, /120_170度度n 1.0000,0.8264,0.6580,0.5000,0.3572,0.2340, /180_230度度n 0.1340,0.0600,0.0152,0.0000,0.0152,0.0600, /240_290度度n 0.1340,0.2340,0.3572,0.5000,0.6580,0.8264; /300_350度度nvoid init_PWM(void)nn int tmps;n for (tmps = 0;tmps72;tm

13、ps+)n n Buf_PWMtmps = (int)(10+NUM_SINtmps*390); /n n N_1 =(int)(fs/fj);nn（4）定時器）定時器B中斷服務程序中中斷服務程序中CCR1、CCR2和和CCR3寄存器在寄存器在Buf_PWM 數(shù)組中選取任數(shù)組中選取任務周期時間常數(shù)，采用變量務周期時間常數(shù)，采用變量k為索引，為索引，k的求法的求法是：是：n （只保留整數(shù)位）（只保留整數(shù)位）nn為定時器所發(fā)為定時器所發(fā)SPWM序號（取值范圍為序號（取值范圍為0N_1-1）；）；N_1為一個周期含為一個周期含SPWM數(shù)。數(shù)。1_36Nnkn中斷服務程序清單如下：中斷服務程序清單如下：ninterruptTIMERB0_VECTOR void Timer_B (void)/TimerB0中斷服務程序中斷服務程序n kkk=(int)( 36*nnn/N_1);n TBCCR1 = Buf_PWMkkk; / ccr1 Pwm cycle n TBCCR2 = B