基于DDS的软件变压控制

　　随着大规模集成电路和计算机的广泛应用，变压控制系统也渐向数字结构演变，出现了基于大规模数字集成电路、单片机或DSP的数字变压控制系统。但论成熟的SPWM及其改进，还是现代变压控制技术，本质上都采用对篼频时钟可编程分频实现变压控制，频率步进不均匀，不能合成任意频率。

　　DDS（DirectDigitalSynthesizer）以其频率分辨率高、转换速度快及波形变换灵活等特点得到广泛应用。本文引人波形的DDS思想，介绍基于DDS的软件变压控制及其对输出性能的改善，并以成熟的SPWM为例介绍其实现方法。这种变压控制方法频率分辨率篼，频率步进均匀，可合成任意频率；DDS输出的相位截尾误差谱分布，也有利于变压器噪声的抑制。

　　对时钟可编程分频产生的频率只能离散且不均匀地分布在整个频率范围内。如时钟频率/c=62.5kHz（频为16MHz，8位PWM）时，要产干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。生6kHz信号，分频系数W可取10或11，输出频率为6250Hz =/e/yv（yv+i）是不均匀的，上例中，在/.=6企业账号：1611 0032 092 00213 086kHz附近，yV从11变到10时，/r=586Hz；中频部分，TV从63变到62时，人：此外，传统的SPWM谐波较为集中，不利于抑制变压器噪声，有时采用RPWM（Random PulsewidthModulation），周期地改变载波频率，分散幅度较大的谐波分量，使频谱变疏，从而使谐波分布更为连续。

　　2基于DDS的软件变压控传 真：0635-8888109制2.1DDS结构及原理是正弦波DDS的结本公司生产的SCRBH15非晶合金干式变压器，SGBH15非晶合金变压器（10KV级），SCRBH15非晶合金卷铁芯干式变压器 S9、S11.S13系列6-35KV油浸式变压器、SCB10.SCB11系列6-35KV干式变压器、非晶合金、有载调压电力变压器等级低损耗电力变压器，技术标准严格采用国际GB1094.1、2-1996；GB/T6451-1999，并在同行中率先获得ISO9001质量体系认证证书和PCCC产品认证证书。主导产品“华盈”牌电力变压器达到同行业领先水平。公司成立以来，本着创新发展的目标，购进了先进的生产检测设备，引进了国际先进的企业管理模式和工艺，建立了高效灵敏的信息反馈系统和完整的售后服务体系。公司早在1997年就率先通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2016年成功换版为ISO9001：2008质量管理体系认证，在2016年九月份获得ISO14001：2004环境管理体系认证，在2017年5月份获得中国国家强制性产品认证（3C认证），使产品质量有了很大的提高，产品服务更贴近于用户需求。构框图，每一时钟周期，yv位相位阶距（或频率）寄存器FR Accumulator）作一次累加运算，和的高Af位作LUT（LookUpTable）地址，从LUT中读出波形数据乘以增益GAIN后送DAC.改变FR的值K可改变输出频率/.，调谐方程：/.=（瓦/2，频率分辨率/r华盈非晶合金变压器有限公司 =/c/2'对于正弦波，通常取/U33/c DDS结电 话：0635-8888299构框图Programmable）或FPGA器件实现。基于DDS的软件变压控制中，相位累加、增益控制及LUT都以软件方式实现，LUT中数据根据适合计算机处理的采样规则计算生成，DAC采用PWM. 2.2定时及数据处理DDS的时钟由定时中断精确产生。每一次定时中断，若合成单一频率，要做一次累加运算、数据查找及实现幅度控制的乘法运算；中断结束前，运算结果存人缓冲区，下一次中断的开始送DAC.借助于微处理器较强的处理功能，不仅可实现简单的SPWM及MSP地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号WM，还可以产生三相六脉冲等复杂信号。给出单SPWM的中断服务流程。

　　（中断服务人□）I保护现场1输出上次运算结果WD到DAC（PWM）相位累加运算查找波形数据增益控制保存结果到WD恢复现场（中断返回）中断服务程序流程。3相位累加器、相位阶距、相位连续性及输出频率范围据输出频率范围及频率分辨率，通常选择2到4字节。对于正弦信号，尽管可取/.矣0.33/.，但为保证有较高的调制比，多取用流水线方式，而在一个中断周期内完成，改变压率时相位连续，不存在相位突变，从而保证变压过程平稳连续。

　　是存于内存的一组数据，其序号和PA的高财位对应，选用8位PWM时，字长0=8.输出正弦信号时，一般取M=0 +2.其他波形，如三次谐波叠加法，M要稍大一点，以确保相位截尾误差远小于量化误差，但A/过大，对性能改善意义。

　　LUT数据一般根据采样规则及控制策略离线算出，以一定格式嵌入源程序，实质上这是一种软件硬件化。如果机器速度足够快，也可在线计算，这可以实现变压控制的动态优化，从而获得更好的动态响应；在内存中存入多组LUT还可以实现多种采样模式、控制策略的选择与切换。

　　2.5死区及保护死区及保护功能通常由硬件实现。通过精心设计，也可将一些死区及保护功能设计入软件中去。

　　2.6性能改善2.6.1频率精度与分辨率DDS输出存在相位截尾误差，中给出一种相位截尾误差谱的精确快速算法，特别适用于LUT地址字长较短的情况。设A：=2；（2/c+l），误差谱分布如下：-M时，误差谱线分布在a/c±/.U±/.Uo）点，幅度为为取整运算）。

　　可见，相位截尾误差谱线间隔随i增大而减小，i越大，相位截尾误差谱分布越趋于连续，幅度低于量化误差。周期性的相位截尾误差及其所来的低于量化误差谱的杂散谱和RPWM可谓异曲同工，对于抑制变压器噪声是有益的。

　　2.6.3载波频率及载波华盈做为变压器优质厂家为您郑重承诺：我们所有变压器保证全新全铜线，三年内在正常使用中出现质量问题给与保修保换，凡2000KVA以下产品全部现货供应，凡使用本公司的变压器在正常投入运行三年内一律实行三包。产品畅销、山东、新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、河南、黑龙江、吉林、辽宁、四川、贵州、湖北、湖南等地。365天全程为您服务!本公司秉承“以人为本，科技创新，志在超越”的崇高信念，以可靠的产品质量，优惠的价格，完善的售后服务，精益求精，追求完美，竭力欢迎新老客户垂询合作，愿与广大客户共创双赢的美好明天。 比软件变压控制多采用同步调制，采样频率通常是输出频率的9倍，载波比有级变化，而基于DDS的变压控制之载波频率固定，开关器件始终高频工作，载波比随频率降低而升高，属于异步调制。取/.矣。l/c，可保持载波比吟>9. 3基于DDS的软件变压实现举例这里以MCS-51FX实现增益调节的单SPWM为例，说明基于DDS的软件变压实现方法，并分析其时间效率。

　　3.1实现方法=16MHz，设定PCA时钟为1.60kHz的正弦信号，FR取两字节，=0.238Hz.如采用DS8联系人：陈经理0C320等高频单片机或手 机：13287501888DSP，输出频率及频率分辨率将更高。

　　3.2时间效率分析上例中，中断周期为64，中断服务程序占（下转第9页）当角/变化时，输出功率由机时约31/，占总机时的48.4%，满足实时控制要求。/ctal越高，输出频率越高。这种方法可嵌人很多计算机控制系统中。

　　4结邮 箱：1262980066@qq.com束语本文介绍了基于DDS的变压控制工作原理、实现方法，并作了性能分析，这种变压控制解决了现有分频方法存在的精度低、频率频进不均匀等问题，改善了变压控制信号的频谱，使之利于噪声抑制。本文旨在引入一种基于DDS的变压控制思想，对于变压控制设计有重要的指导意义。