基于DSP的风力发电逆变电源的研究

位×16位乘法器，3个比例移位器，间接寻址用的8个16 b辅助寄存器和辅助算数单元，4级流水线操作，8级硬件操作，6个可屏蔽中断，544 word的片内DARAM和2 KB的片内SARAM，32 KB的片内FLASH程序存储器，64 KB程序存储空间，35．5 KB的数据存储空间；I／O空间64 KB。此外，还有功能强大的外设、串行通信接口SCI、串行外围皆空SPI、CAN总线控制器、事件管理器EV和A／D转换器、看门狗WDT。

3．2 驱动电路

对于IGBT来说，只要驱动电路在栅极和发射极间提供正偏电压，IGBT就会导通。当+VGE增加时，开通时间和通态压降减小，这有利于减小通态损耗和开通损耗，但并不意味着+VGE越大越好。

当负载短路时，短路电流将随着+VGE的增大而增大，并使IGBT承受短路电流的时间变短，因此+VGE的取值要适当，通常推荐使用+15 V。为了保证IGBT承受短路电流的时间变短，也为了保证IGBT在C，E间出现dv／dt噪声时能可靠关断，必须在栅极与发射极关断时施加一个负偏压-VGE。采用负偏压还可以减小关断损耗。负偏压-VGE一般取-5 V左右为宜。另外，为了使IGBT工作在理想状态下，选择合适的驱动电路尤为重要。

本文选用了美国IR公司生产的高压、高速PMOSFET和IGBT的驱动器IR2110，如图3所示。

3．3 保护电路的设计

保护电路是傈证电源系统稳定、可靠、安全工作的关键。根据实际需要，设计了许多保护电路，使得本逆变电源能更好地完成任务，并提高电源的安全性和可靠性。系统设计了过流保护、欠压保护、温度保护，以及输出过压保护反馈，一旦出现上述任意异常状况，首先通过硬件保护电路迅速封锁DSP的PWM输出信号，同时，引起DSP功率驱动保护中断输入引脚上的电平跳变，程序执行相应中断，并进一步在软件中断程序中封锁所有的驱动信号。系统中设定过载／过流保护和短路保护为不可自恢复的保护，即一旦发生过载、过流或者短路现象，系统将自动关闭，无输出，直到人为的重新启动开关为止。系统中设定的过热保护、欠压保护、过压保护为可自恢复的保护，即一旦发生故障，只要恢复正常的工作条件系统就可以自动正常运行。

4 软件设计

通过对DSP编程来控制整个系统工作。通过系统初始化子程序对各个参数、寄存器等进行设定。对主电路的控制，逆变输出50 Hz交流电。编程采用顺序结构，使调用子程序方便。在整个工作过程中，能随时对电流、电压进行测量比较，一旦出现欠压、过流等故障，将及时报警，并通过子程序显示在LED屏上。主程序及中断子程序如图4、图5所示。

5 结语

考虑到该逆变电源的工作要求，本文在设计的过程中加入了卸荷接口及蓄能部分，使其能很好地应对随时变化的风力。经过多次试验测试表明，该电源能具有较高的稳定度，通过选择不同的功率，既可以用于输出大功率的发电站，也可以用于普通用户。