2.2 控制策略

基于上述分析，系統在過流、短路、變壓器接入時電路應該有相應的保護，因而，DSP必須對這3種情況加以區別，采取不同的保護措施。對于正弦波輸出電壓而言，過載情況只能通過檢測輸出電流在一個周波內的有效值才能確定，并且，短時間的過載也是允許的，不應該對輸出有所影響。而負載短路這樣的情況是要求逆變器能迅速作出反應的。基于此，程序在每一個開關周期檢測輸出電流值，判斷是否短路，而在每個工頻周期計算輸出電流的有效值，判斷輸出是否過載。

DSP在每個開關周期中斷時對輸出電流進行采樣，當輸出電流大于設定值Ilim時，便是負載短路或者負載端接入了變壓器，程序便通過限制開關管的門極信號，保證輸出電流小于Ilim。由于此時對于負載是短路還是變壓器接入這兩種情況無法區分，因而，在前幾次檢測到沖擊時需再次恢復門極重試，以保證變壓器接入之后輸出沒有大的反應。當進行幾次重試后，若輸出電流還是超過Ilim，便是負載短路的情況，不再重試。當接入的是變壓器時，只是在接入瞬間才有電流過沖，幾次重試后逆變器便重新正常工作了，不會對輸出電壓產生非常大的影響。

在每一個工頻周期中，程序計算輸出電流的有效值，當輸出電流的有效值超過額定值的120％時，便屬于過載情況。當判斷到過載的時間超過設定值（10s），便根據過載的情況適當地降低輸出電壓，過載越嚴重，電壓下降越低。整個控制策略的流程如圖3所示。

圖3 DSP控制流程圖

2.3 故障解除后的自動恢復

當故障解除后，系統應該在最短的時間內恢復正常。通過檢測輸出電流有效值和輸出電壓有效值可以正確地判斷出負載的情況。當短路故障或過載故障解除后，DSP通過計算輸出電壓有效值與電流有效值之比得出負載的等效阻抗，若發現故障已經解除，便恢復開關管的門極信號，逆變器便重新恢復工作，而無須人工恢復。

3 實驗結果

上述策略在一臺25Hz/1kVA逆變電源上得到了驗證。逆變電源的參數如下：輸入市電220V/50Hz，輸出電壓分兩路，一路為軌道電源，輸出220V/25Hz，另一路為局部電源，輸出110V/25Hz，兩路電壓相位相差90°，局部超前軌道。本文以局部電壓為例，其輸出濾波電感為4mH，輸出濾波電容為5μF。DSP控制器采用的是TI公司的TMS320F241。電流使用霍爾器件進行采樣，以提高響應速度。

圖4（a）為過載10s以后的電壓和電流波形，圖4（b）為過載消失后逆變器恢復正常工作的波形。從圖4中可以看出，當負載過載時，輸出電壓只是適當降低，并沒有完全切斷輸出。

（a） 輸出過載時的電壓電流波形

（b） 過載解除后的電壓電流波形

圖4 過載時的波形