新型全數字SPWM波形發(fā)生器的設計與實現

本文介紹一種利用單片機、可編程邏輯器件CPLD 和波形存儲器EPROM 組成基于DDFS技術的高精度、寬變頻高載波、全數字SPWM 波形發(fā)生器。介紹SPWM 波形的數字計算方法以及采用CPLD 構成DDFS 控制器和波形存儲器EPROM 實現的波形控制技術。
關鍵詞：SPWM 波形 DDFS CPLD
SPWM 逆變器具有輸出波形中低次諧波含量低、噪聲小等優(yōu)點，已為交流傳動、UPS 系統(tǒng)或變頻調壓電源普遍采用，在允許的范圍內提高載波頻率是充分發(fā)揮脈寬調制優(yōu)越性的努力方向，而提高PWM 數字信號的控制精度亦是改善輸出波形質量的重要環(huán)節(jié)。
目前，實現產生SPWM 波形的電路有：（1）分立元件和集成運放構成的模擬控制電路；（2）專用模擬集成脈寬調制器，如SG3524、SG3526、TL494 等；（3）通常與八位或十六位單片微機配套使用的專用SPWM 數字信號發(fā)生器，如英國的HEF4752、荷蘭的MKII、日本的MB63H110 以及西門子公司新穎的SLE4520 等；（4）用微機軟件產生的數字SPWM 電路。其中，數控電路的抗干擾能力明顯優(yōu)于模擬控制電路；但專用的集成電路芯片控制信號載波頻率較低，且頻率固定。專用軟件編程的方法，由于受微機字長、運算速度等因素的影響，在載波頻率較低，控制精度不高的系統(tǒng)中用微機控制較為方便，在高載波寬頻領域中R 可調整載波頻率。
本文給出的高性能、高載頻、寬變頻的全數字SPWM 波形產生電路，采用單片機與可編程器件和波形存儲器實現直接數字頻率合成器（DDFS）產生載波頻率高達40KHZ 以上脈寬控制精度為1us的SPWM 控制信號，采用直接數字控制DDFS 技術的操作速度僅為器件傳輸ns 級速度，可輸出設定的不同載波比下高精度SPWM，而且用晶振產生時鐘，頻率準確穩(wěn)定，頻率分辯率高，具有極高的抗干擾能力。