基于DSP形成SPWM波的實現

李騰飛

摘 要：該文給出了基于DSP形成SPWM產生的原理和具體實現過程，應用三階式脈寬調試法計算出各交點的數值形成可查詢表格，將其數值TI公司推出的控制芯片TMS320LF2407存儲器中，通過程序讀取數值，再經過D/A轉換，即可形成所需的SPWM波。

關鍵詞：DSP 脈寬調制 SPWM TMS320LF2407

中圖分類號：TP368.12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-02

隨著現代控制理論的發展和現代工業進步，簡單快捷方便實用的實現機電控制成為主要需求，由于SPWM控制方法的實現簡單，效果良好，其輸出電流或者電壓波形為正弦波，在點擊控制領域獲得了廣泛的應用。該文即將介紹一種基于TI公司專門為工業控制而設計的DSP處理器TMS320LF2407來實現SPWM信號產生的方法。

1 SPWM控制方式

SPWM正弦脈寬調制法是調制波為正弦波，載波為三角波或鋸齒波的一種脈寬調制法.這種方法具有通用性強，原理簡單，控制和調節性能好等優點，具有消除諧波，調節和穩定輸出電壓的多種作用，是一種比較好的波形改善法。SPWM正弦脈寬調制法包括二階式和三階式兩種，該文主要應用三階式脈寬調試法。

半波三角波用分段函數來表示，這樣兩個函數的斜率分別為+和-初始值分別為0和+Uc三角波的數學表達式可用下面公式來表示。

（在半個周期內）

正弦波方程為，調制度載波比，可以用計算方法計算出各個交點的值。

此處直接計算比較復雜，可以借助計算機在一定的精度范圍內用數值分析方法計算，此時就可以得到各個矩形脈沖的寬度。將一個正弦周期分成若干等分，再計算出每個脈沖的分數，輸入到DSP的數據存儲器，通過程序就可以得到SPWM波（圖1）。

2 DSP形成正弦信號的方法

為了電路中得到PWM波形，可以使用D/A轉換器，DSP隔一段時間向D/A轉換器輸出一個數字量，則在D/A轉換器的輸出端就得到一個PWM信號。計算出調制波和載波的交點，然后通過交點之間的距離計算出矩形波的占空比，將一個周期的正弦波分成若干等分，再算出每一個矩形波在這個正弦波周期內所占份額，將其輸入DSP的存儲器，通過一定時間間隔輸出，就可以得到PWM波形。此種方法簡單可靠，通過改變讀取時間而改變信號頻率，可以得到任何頻率的波形，較之LF2407自身產生的方法要靈活、簡便。

設細分度N為200，調制度M為0.667，載波比為10，每形成一個正弦周期的PWM波形，須進行200次D/A轉換，改變向D/A轉換器輸出數字量的時間間隔，則可以得到不同頻率的PWM信號。為了節省CPU時間，對SPWM信號的數字量預先經過計算，形成一個表格存放在DSP中，通過查表形成脈寬調制波形。

因為LF2407A應用板的D/A轉換器是單極性，所以要加偏移量0800H，此處DSP只需輸出0000H、0800H和0FFFH這三個量，便可以形成SPWM波形信號，使用這種方法簡單方便。計算表如

表1。

將表1中的按照正弦規律變化的數字量存入存儲器，以某一地址為起始地址，DSP順序讀出這些數值，通過D/A轉換后，就形成了SPWM信號。

3 結語

在設計了整個控制系統之后，首先基于DSP的EVM板就編寫的軟件進行了調試，觀察其產生的SPWM波，并通過濾波后觀察其正弦波形，在軟件中通過改變頻率鍵盤的值來改變輸出PWM波的頻率，并通過示波器觀察其波形。圖2是其輸出的PWM波形。

參考文獻

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