基于DSP 28335的单相有源滤波控制器设计

摘要：针对有源电力滤波器(APF)要求快速、精确地检测谐波电流的特点，在此利用高速浮点数字信号处理芯片DSP 28335作为处理器，设计了一种全数字单相APF控制器，给出了硬件结构和软件流程。实验表明，该控制器方案较传统利用定点DSP芯片的控制器更加简单、快速、有效。
关键词：有源电力滤波器；控制器；谐波

1 引言
现代电力系统中，由于大量非线性电力电子装置的应用，使得电能质量备受关注。APF能动态、快速补偿谐波，其实时性和精确性至关重要。当前国内的APF控制器多采用定点的DSP完成谐波的计算和控制，在完成浮点运算时，其实时性得不到保证，在此采用具有浮点运算单元的DSP28335作为处理器，可以提高实现算法的速度及补偿的实时性，在此主要讨论单相APF控制器的硬软件实现方案，并给出实验结论，验证控制器方案的正确性和有效性。

2 单相谐波检测工作原理
在三相系统中利用瞬时功率法的ip-iq法已得到广泛应用，但ip-iq法不能直接运用于单相系统，需要经过构造三相电流。该方法算法复杂，在微处理器实现时补偿实时性不佳。文献提出简化的基于鉴相原理的瞬时检测方法，如图1所示。

该方法算法简单，易于实现并且实时性好，在此设计的控制器采用此方法，其原理为：负载电压us经过锁相环(PLL)后，得到与us同频同相的基波信号，再由正、余弦发生器产生与us基波同相的单位正弦和余弦信号，以此为电压的参考信号。设畸变电流为：

用i(t)减去i1(t)可得检测出的谐波电流ib(t)。
需要指出的是该方法虽然称为瞬时谐波检测，但实际上由于算法中LPF的存在，恶化了算法的动态性能，做不到真正意义的“瞬时”。