隨著國防科學技術的發(fā)展和航天事業(yè)的需要，飛行器姿態(tài)控制以及振動實驗的需求逐漸增多。在地面搭建模擬仿真平臺，是航天領域研究的慣例。他可以從經(jīng)濟上降低資金的投入量，從實驗研究上增加重復性和可觀測性。本文介紹的基于DSP的三相大功率高精度高頻電源是仿真研究中不可缺少的核心裝置。便捷、高效、靈活、安全的三相大功率高頻電源已成為研究重點之一。研制高精度、低失真、高可靠、低成本的三相大功率高頻電源具有重要的意義。

l 方案設計

本電源系統(tǒng)具體性能指標如下：三相正弦信號準確度為1％；波形失真度為O．5％；輸出電壓連續(xù)可調(diào)；電源頻率在O～200 Hz時，步進為O．1 Hz；在200～1 000 Hz時，步進為l Hz；三相正弦信號之間相位角120±1。。

三相正弦波信號發(fā)生模塊是本電源系統(tǒng)的核心模塊。整個電源系統(tǒng)的性能指標基本上是由這個模塊的性能決定的。傳統(tǒng)的交流信號發(fā)生器利用自激振蕩和選頻網(wǎng)絡來產(chǎn)生特定頻率的正弦信號。信號的頻率與L，C，R等參數(shù)有關，當溫度變化時會影響頻率的穩(wěn)定度，而且用傳統(tǒng)的方法很難保證三相正弦波信號之間120。夾角關系?？梢妭鹘y(tǒng)的交流信號發(fā)生器是無法達到上面提出的設計要求。

采用正弦波調(diào)制加低通濾波器的方法也可以產(chǎn)生可調(diào)的高頻三相正弦信號，但是由于低通濾波器的加入會帶來相角的偏移，影響到三相正弦波信號相角之間120。的關系，從而達不到系統(tǒng)性能指標要求。

本文提出的采用DSP2407加高速DA TL/V5639產(chǎn)生三相正弦信號的方案既可以避免傳統(tǒng)交流信號發(fā)生器的缺點，也可以避免由于低通濾波器的引入導致三相正弦波信號間相角關系達不到要求的缺點，完全能夠達到設計所要求的性能指標。生成的三相正弦信號由均流型功率放大模塊進行線性放大，并通過對系統(tǒng)輸出的三相電壓和電流進行檢測引入負反饋，進而構成一個閉環(huán)電源系統(tǒng)，從而進一步提高電源的穩(wěn)定性。整個電源系統(tǒng)結構圖如圖1所示：

2 系統(tǒng)硬件框圖及原理

系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示：

2．1 三相正弦信號發(fā)生模塊

三相正弦信號發(fā)生模塊主要由2個器件構成，即dSp處理器和高速D／A轉(zhuǎn)換器。

由于每相正弦信號最高頻率為1 kHz，且每周由1 000個點合成，故對處理器速度和D／A轉(zhuǎn)換器速度要求較高。美國TI公司推出的新型高性能16定點數(shù)字信號處理器TMS320LF2407A［1］專為數(shù)字控制而設計，集r)SP的高速信號處理能力及適用于控制的優(yōu)化外圍電路于一體，在數(shù)字控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。TMS320LF2407A具有的優(yōu)良性能：主頻40 MHz，3．3 V低電壓CPU；提供對外的16位數(shù)據(jù)總線和地址總線，可以非常方便地進行外部擴展；看門狗定時器和中斷定時器，均為8位增量計數(shù)器，前者用于監(jiān)視系統(tǒng)軟件和硬件工作，在cPU出錯時產(chǎn)生復位信號，后者用來產(chǎn)生周期性的中斷請求。

本系統(tǒng)采用TI的TLV5639［2］作為高速D／A轉(zhuǎn)換器。TI，V5639是12位并行接口電壓輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，具有1μλ或3．5μs快慢2個轉(zhuǎn)換速度，且能與TMS320DSSP良好兼容。但因其輸出電壓是單極性，不滿足后續(xù)功率放大模塊要求，故需要添加從單極性到雙極性的變換電路。運放輸出電壓的計算過程如下：【)A3一()UTl=2REFI*D／0X1000。故I)A3一OUTl的取值范圍為O～2REF1。而S1N3_1≡DA3一UTl一REFl，故SIN3-1的取值范圍為一REFl～REF1。從上面的計算過程可以看出，此變換電路的確將單極性電壓變換為雙極性電壓。其中REFll是

D／A轉(zhuǎn)換器內(nèi)部輸出的參考信號，D是D／A轉(zhuǎn)換器要轉(zhuǎn)

換的數(shù)據(jù)。電路原理圖如圖3所示。