1.4 濾波模塊設(shè)計

　　SPWM逆變電路由于其固有的特性，輸出波形中含有大量的諧波，在接入負載前必須進行濾波。根據(jù)消諧控制的特點，簡單的二階LC低通濾波器就能滿足要求。因為電容器C 對直流相當于是開路的，而對交流阻抗小，所以C 應該并聯(lián)在負載兩端。電感L 對直流阻抗小，而對交流阻抗大，所以L 應與負載串聯(lián)。逆變電路如圖6所示。

　　圖6 逆變電源濾波電路

　　理想的二階低通濾波器的傳遞函數(shù)為：

　　理想的二階低通濾波器的傳遞函數(shù)

　　式中：ui (s)，uo (s) 為濾波器輸入、輸出電壓；s 為復頻率；ξ為阻尼系數(shù)；固有角頻率ω0 = 1 LC。

　　為了使濾波器輸出電壓接近正弦波，同時又不會引起諧振，LC 濾波器的截止頻率必須要遠小于SPWM 電壓中所含有的低次諧波頻率，同時又要遠大于調(diào)制波頻率。文獻推薦PWM逆變器中的LC截止頻率f0 的選擇好滿足：

　　理想的二階低通濾波器的傳遞函數(shù)：

　　式中：fr 為調(diào)制波頻率；fc 為載波頻率；fhar(min) 為低次諧波頻率。

　　LC濾波器的諧振頻率是由L 和C 的乘積所決定的。在初選擇濾波器的參數(shù)時，一般先根據(jù)濾波器衰減特性選擇濾波器的類型，如巴特沃斯型濾波器、切比雪夫型濾波器或貝塞爾型濾波器。由于巴特沃斯型濾波器是一種具有大平坦響應的濾波器，仿真結(jié)果和實際測試特性較為接近，因此本文采用巴特沃斯型二階低通濾波器。

　　2 軟件設(shè)計

　　變頻電源的軟件設(shè)計即變頻電源中控制電壓與頻率的軟件編程，本文通過SPWM波來控制變頻電源的電壓和頻率，其中SPWM 波形的產(chǎn)生通過TMS320F2812芯片實現(xiàn)。變頻電源的整個軟件程序分為主程序和中斷服務(wù)子程序兩部分。主程序任務(wù)是：初始化并啟動系統(tǒng)后，進入 while循環(huán)，等待定時器T1 周期中斷的產(chǎn)生。程序流程圖如圖7所示。

　　中斷子程序是定時器T1 周期中斷函數(shù)，主要功能是更新比較寄存器的值。中斷程序中比較寄存器的賦值通過查表法來實現(xiàn)，查表法的原理是預先計算出每個載波周期中各個采樣點處的比較寄存器的值，以數(shù)組的形式存儲起來，在中斷程序中直接調(diào)用數(shù)組。

　　圖7 主程序流程圖