原动仿真系统是电力系统动态模拟的重要设备之一[1]，它由数字控制部分、模拟控制部分和主回路组成。数字部分完成原动机调速器的仿真，模拟控制部分、主回路以及直流电动机完成对原动机即水轮机和汽轮机自平衡特性的仿真，它们共同完成原动机及其调速系统的仿真[2]，脉冲触发模块是数字控制的一部分（以前是由模拟电路产生），它的主要作用是利用软件控制DSP 产生触发脉冲去触发晶闸管，从而产生直
流电动机所需的励磁电流。
2、脉冲触发的硬件电路
脉冲触发电路由脉冲产生电路和放大电路组成[3]，其硬件电路如图1。图中DSP产生的脉冲信号PWM7~PWM12 经光隔U5 隔离并驱动MOS1 管，MOS1 导通[4]，发光二极管LED1 被点亮，脉冲变压器（原副边变比2∶1，即如果原边的脉冲电压是24V，则副边脉冲电压为12V），此脉冲的正负分别加到晶闸管的触发极（G1）和阴极（K1）便可触发晶闸管。稳压二极管Z1、Z2 及二极管D11 的作用是：在MOS1 截止时作为脉冲变压器原边线圈的续流元件。D12 保证了G1 点电压不会低于K1 点，D13 为续流二极管，R25 为限流电阻， C24 在强脉冲产生后可以延长脉冲作用时间，以保证触发晶闸管时有足够的脉冲宽度。
由DSP 系统产生六路相位依次相差60 度，由每路脉冲周期为360 度的脉冲信号去触发主回路的晶闸管，利用TMS320LF2407A 自身的事件管理模块B 中的PWM7～PWM12来产生脉冲信号[5]。此脉冲信号功率较小，需要进行功率放大才能触发主回路的晶闸管。

3、 脉冲触发的软件设计
晶闸管的触发可以采用宽脉冲触发和双窄脉冲触发两种方式。用宽脉冲触发，触发可靠性高，适用面宽，但容易使脉冲变压器饱和，因此要求脉冲变压器的铁心体积比较大[6]。用双窄脉冲电路触发晶闸管，虽然脉冲次数比宽脉冲触发多一倍，但是可以减小触发装置的输出功率，减小脉冲变压器的铁心体积。本装置采用双窄脉冲触发晶闸管。结合TMS320LF2407A 的内部资源，采用计数器---比较器法。在TMS320LF2407A的每个事件管理器中，有两个通用定时器，三个全比较单元和三个捕获单元等。本系
统采用了通用定时器GP3、GP4，捕获单元CAP1 和三个全比较单元（CMPR4、CMPR5 和CMPR6）。
三个全比较单元中的每一个都由三个寄存器来控制它们的工作状态，它们是：比较寄存器（CMPRx，x=4、5、6）、比较控制寄存器（COMCONB）以及比较方式控制寄存器（ACTRB）。每个全比较单元具有两个PWM 输出引脚，每个引脚的输出逻辑（高有效、低有效、强制高、强制低）都由比较方式寄存器（ACTRB）中相应的位来控制。全比较单元的时基和相关的PWM 电路的时基由通用定时器GP3 提供。当全比较单元处于PWM 模式，并且其比较操作被使能时，通用定时器GP3 的计数器T3CNT 就不断地与
比较寄存器（CMPRx，x=4、5、6）进行比较，当发生匹配时，全比较单元通过与其有关的PWM 电路，并根据全比较单元比较方式控制寄存器（ACTRB）所确定的各PWM 引脚的输出逻辑产生PWM 波形。在本系统中三相全控整流桥需要六路触发脉冲，调节器中采用的是双脉冲触发，因此晶闸管的触发顺序依次为VT6、VT1——VT1、VT2——VT2、VT3——VT3、VT4——VT4、VT5——VT5、VT6[7]。
将PWM7-PWM12 引脚输出的脉冲分别作为VT1-VT6 的触发脉冲。采用励磁电源线电压UAC 作为同步信号，捕获单元CAP1 用于捕获UAC 过零点。全比较单元由GP3 提供时基，捕获单元由GP4 提供时基。GP3 和GP4 的输入计数脉冲均为2.5MHz。由于在一个周期内，需要输出六次脉冲，可以用六个PWM 波来实现。第一个PWM 波的周期为触发角度的计数值和脉冲宽度的计数值之和，比较值为触发角度对应的计数值。另外五个PWM 波的周期为：前后两个PWM 波的触发角对应的计数值之差与触发角励磁电压周期的1/6 的和，比较值为相应PWM 波的周期与脉冲宽度对应的计数值之差。当励磁电压UAC 过零时，进入CAP1 中断处理程序。在该程序中，首先计算励磁电压的周期。然后，判断是否允许触发。若不允许，强制使PWM 输出为低电平，并禁止全比较中断；若允许触发，则计算触发角和脉冲宽度分别对应的计数值，用它们的和加载GP3 的周期寄存器T3PR，用触发角对应的计数值加载全比较寄存器（CMPRx，x=4、5、6），用当前T4CNT 与本次捕获值之差加载T3CNT，另外将脉冲个数标志清零，开全比较中断；当比较匹配时，相应的PWM 引脚电平发生变化，同时进入全比较中断处理。在该中断处理程序中，首先将脉冲个数加一，判断该周期是否完毕。若完毕，则全部PWM 口设置为低电平，同时关闭全比较中断。若未完毕，用前后两次PWM 波的触发角对应的计数值之差与触发角励磁电压周期的1/6 的和加载T3PR。

部分程序如下[8]：
PWM 初始化程序
void pwm_inial()
{
*MCRC=*MCRC | 0X007E; //IOPE1~IOPE6
被配置为基本功能方式，PWM7~PWM12
*ACTRB=0X0666; //PWM12,10,8 低有效，PWM11,9,7 高有效
*DBTCONB=0X00; //不使能PWM 死区控制
*CMPR4=0X1000;
*CMPR5=0X3000;
*CMPR6=0X5000;
*T3PER=0X6000; //设置定时器3 的周期寄存器， 并设置
CMPR4~CMPR6,以确定不同的输出占空比
*COMCONB=0X8200; //使能比较操作
*T3CON=0X1000; //定时器3 为连续增计数模式
4、程序设计的效果测试
将触发程序在开发板上运行，该触发脉冲的精度理论上可以精确到0.008 度。由于是双脉冲触发，两个窄脉冲的前沿相差60 度，脉宽一般为20～30 度，在本系统中采用的是20 度脉宽的脉冲，一共是六路，共12 个脉冲，由EVB 事件管理器的PW7~PWM12产生。
相邻的两个PWM 口PWM7 和PWM8 输出的触发脉冲波形

同步信号是以UAC 线电压作为基准的。触发角为零时（自然换相点）是线电压的过零点。在进行实验室调试时，检测主回路的三相变压器有大约30 度的时延，考虑到变压器的时延，为方便调试，将A 相相电压作为过零点作为同步信号参考点，软件处理的时候正好可以将A 相过零点作为触发角为零度的时刻，此时同步电源变压器一次侧接三相变压器一次侧A 相相电压。在现场运行时，由于三相变压器的相位差具有不确定性，同步信号需要接UAC，此时同步电源变压器一次侧接三相变压器,二次侧A相和C 相之间的线电压。
将触发程序里的触发角度设置为0 度，用示波器分别对被六路脉冲输出端触发后负载两端进行测量。

5、程序设计中应注意的几个问题：

（1）在程序设计时，有时会产生第一个脉冲时而变宽，时而变窄的现象，如α ＝30 度，脉宽为β ＝20 度不变，但是下一个脉冲间隔变成了α ＝40 度，这时可使指令执行速度稍微变慢一些，从而使第一个脉冲的下降沿产生后才重新设置新参数。
（2）脉冲在α ≥40 度后，第六个脉冲在下一个过零点被“吃掉”的现象，如α＝50 度(触发角),则第六个脉冲在下一个过零点到来时，会被“吃掉”10 度，到α ＝60 度时，第六个脉冲只剩下一条线。这是因为在第六个脉冲产生时，比较捕获同时申请中断，有时第六个脉冲还没产生，就已被捕获中断里的程序清零；这时的处理办法是让第六个脉冲产生完全才开始捕获中断。
6、结论
本文主要阐述了脉冲触发的软硬件设计，从硬件到软件的设计、调试运行，都达到了理想的效果。通过现场测试表明，DSP 产生的触发脉冲经过放大后能让整套设备正常工作，满足了设计要求。
本文作者创新点
本文采用高速芯片DSP 代替“模拟电路加芯片（TC787）”来产生脉冲触发信号，使电路的集成度更高，速度更快；用双窄脉冲电路触发晶闸管，可以减小触发装置的输出功率，减小脉冲变压器的铁心体积；在程序设计中充分利用了DSP 的事件管理器对事件进行最优化管理的特点，提高了程序的执行效率。