基于数字移相器的逆变器系统相位跟踪控制

程序设定定时器A的CCR0为256，系统时钟为16 MHz。因此，逆变器输出电压周期最小调整量为62．5 nsx256=16 μs。电网电压频率为50 Hz，即周期为20 ms，则最小调节相位为16μs／20msx360°=0．288°。即相位的调节分辨率为0．288°／360°x100％=0．08％。因为计算频率需要两个信号周期，而设置指针及频率需要一个周期。因此系统稳定只需3个电网电压周期。这样的速度是比较快的，而且不会产生振荡。

4 实验结果
本实验采用MSP430F2544产生SPWM信号，放大后经过一级LC滤波电路产生正弦信号，模拟逆变器输出电流信号。由函数发生器产生正弦波信号模拟电网电压信号，正弦波信号的频率在45～55 Hz之间变化。
通过双踪示波器测试输入输出信号，取输入输出信号的相位为零的点测试计算时间差，并求得相位差值。改变输入正弦波的频率测量20组数据，结果显示相位误差均小于0．5°。
相对误差E=0．5°／360°×100％≈0．14％。当正弦波信号频率改变时，观察示波器上的波形变化情况，结果显示输出正弦波达到稳定的时间均不大于3个信号周期。当波形稳定时，输入输出波形具有稳定的相位差，说明输出输出信号具有相同的频率。

5 结论
在实验系统中L-C滤波器的通频带为500 Hz远高于输入正弦波的频率。由于较宽的滤波器通频带可以抑制电网环境变化对逆变器的影响，因此可以采用基于数字移相器的开环控制方式进行相位跟踪，使得逆变器具有稳定性强，控制简单、速度快、精度高、无频率误差等优点。实验结果显示，该模拟系统的相位跟踪误差约为0．14％，频率误差为零，调节速度快，均小于3个周期。
与传统的数字锁相环控制方法相比性能有所提高，成本相对下降。说明相位跟踪控制方法有较为广阔的应用前景，但其仍不能适用于电网变化非常剧烈的场合。