用SA4828做的變頻器

1、基于SA4828的變頻器設(shè)計(jì)徐 志 躍（北京航空航天大學(xué) 電工電子中心， 北京100083）摘要：本文介紹了利用大規(guī)模專(zhuān)用集成電路SA4828設(shè)計(jì)變頻器的方法。內(nèi)容包括：SA4828的特性介紹及變頻器的主電路、驅(qū)動(dòng)電路、隔離電源、保護(hù)電路、速度檢測(cè)、調(diào)速系統(tǒng)等部件的設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速、正弦脈寬調(diào)制、智能功率模塊Design of Inverter Based on SA4828 for AC MotorXu Zhiyue(Electrical & Electronic Center, Beihang University, Beijing 100083)Abstract: A

2、method how to make use of the special LSIC SA4828 to design an inverter for AC motor driver is raised in this paper. The contents including the characteristics of SA4828, the main circuit for the inverter, drive circuit, insulated power supply, protection circuit, speed detection as well as speed ad

3、justing system are discussed.Key words: Variable frequency speed adjustment，SPWM，IPM1 概述交流電動(dòng)機(jī)，尤其是感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、堅(jiān)固耐用、維護(hù)方便，可工作在惡劣的環(huán)境中等突出的優(yōu)點(diǎn)，在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中越來(lái)越受到人們的關(guān)注。其中，應(yīng)用最廣的當(dāng)屬變頻調(diào)速技術(shù)，它以變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電。變頻器可以把原先固定電壓和頻率的交流電源轉(zhuǎn)換為可變電壓、可變頻率的特殊的交流電源。因此，變頻器已經(jīng)成為交流調(diào)速的核心部件。要想做到改變交流電源頻率的同時(shí)改變其電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，可以采用一種叫做SPWM的

4、方法。即用一個(gè)低頻的正弦波去調(diào)制一個(gè)高頻的三角形的載波，得到一串等幅不等寬的脈沖。它里面包含有一個(gè)基波分量和極少的諧波。改變調(diào)制波的頻率和幅值，就可以改變脈沖串里的基波分量的頻率和幅值，也就實(shí)現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)的VVVF（可變壓可變頻）調(diào)速。按照上述SPWM的工作原理，逆變器中開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)時(shí)間要由調(diào)制波與載波的交點(diǎn)來(lái)確定。在調(diào)制波的頻率、幅值和載波的頻率這三個(gè)參數(shù)中，不論哪一個(gè)發(fā)生變化，都將使得載波與調(diào)制波的交點(diǎn)發(fā)生變化。因此，在每一次變頻調(diào)整時(shí)，都要重新計(jì)算交點(diǎn)的坐標(biāo)。這是一組超越方程，單片機(jī)的計(jì)算能力和速度顯然難以勝任。過(guò)去最常用的辦法是，把各種頻率和電壓對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)坐標(biāo)事先計(jì)算好，用表格的形式

5、存放起來(lái)，使用時(shí)通過(guò)查表來(lái)調(diào)用。這樣將占用大量的存儲(chǔ)器和CPU的資源，使其無(wú)法發(fā)揮更好的作用。近年來(lái)一些廠(chǎng)家研制出了專(zhuān)門(mén)用于生成三相SPWM波控制信號(hào)的大規(guī)模集成電路芯片，如SA4828等。采用這樣的集成電路芯片，可以大大地減輕CPU的負(fù)擔(dān)，僅當(dāng)需要改變頻率和電壓時(shí)，單片機(jī)才去干預(yù)SA4828，使控制系統(tǒng)可以空出更多的時(shí)間用于檢測(cè)和監(jiān)控。2 SA4828的特性2.1 SA4828的性能特點(diǎn)SA4828是英國(guó)MITEL公司研制出的一種專(zhuān)門(mén)用于三相SPWM信號(hào)發(fā)生和控制的集成電路芯片。它采用28引腳，分DIP和SOIC兩種封裝。它可以和大部分的單片機(jī)連接，也可以單獨(dú)使用。芯片的主要特性是：全數(shù)字控

6、制；兼容Intel和Motorola系列的單片機(jī)；載波頻率最高可達(dá)24kHz；輸出調(diào)制波頻率范圍為04kHz；16位調(diào)速分辨率；8位調(diào)壓分辨率；內(nèi)部ROM固化3種可選波形；可設(shè)定死區(qū)時(shí)間和刪除最小脈寬；可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制；可以單獨(dú)設(shè)定各相的輸出電壓幅值以適應(yīng)不平衡負(fù)載；有看門(mén)狗定時(shí)器。2.2 SA4828的引腳功能SA4828的引腳如圖1所示，大體可以分為三類(lèi)信號(hào)：（1）與單片機(jī)的接口信號(hào)ADOAD7 、WR、RD、ALE可直接與地址/數(shù)據(jù)復(fù)用的單片機(jī)相連。此時(shí)，總線(xiàn)選擇信號(hào)MUX接+5V，地址/數(shù)據(jù)引腳RS不用RTRBYTYBBTBBZPPRWSSTRIPADOAD7WRRDALEMUXRSC

7、SCLKRESETSET TRIPSA4828圖1 SA4828的引腳圖（2）輸入信號(hào)CS 片選信號(hào)CLK 時(shí)鐘信號(hào)，最高頻率為24.576MHzRESET 復(fù)位信號(hào)，禁止輸出SET TRIP 關(guān)斷信號(hào)，高電平時(shí)可快速關(guān)斷全部SPWM信號(hào)（3）輸出信號(hào)RT、YT、BY 控制三相逆變橋的三個(gè)上橋臂的開(kāi)關(guān)管RB、YB、BB 控制三相逆變橋的三個(gè)下橋臂的開(kāi)關(guān)管。它們是標(biāo)準(zhǔn)的TTL信號(hào)，有12mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)光耦。ZPPR 輸出調(diào)制波的頻率WSS 輸出采樣波形TRIP 封鎖狀態(tài)，SET TRIP有效時(shí)，該引腳為低電平表明輸出已被封鎖，可接LED指示燈。3 由SA4828組成的變頻器由SA48

8、28構(gòu)成的變頻調(diào)速系統(tǒng)如圖2所示。首先由鍵盤(pán)輸入給定的轉(zhuǎn)速nO(rpm)，單片機(jī)把它換算成變頻器將要輸出的頻率和電壓的控制字，寫(xiě)入到SA4828的控制寄存器，啟動(dòng)SA4828。從RTBB的6個(gè)引腳輸出相應(yīng)頻率和電壓的SPWM控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路隔離后，分別控制智能功率模塊IPM的6個(gè)IGBT的導(dǎo)通與截止，最后在三個(gè)輸出端上產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的三相SPWM電壓，以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。利用轉(zhuǎn)速編碼器可以構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，提高轉(zhuǎn)速控制的精度。IPM的故障檢測(cè)信號(hào)接到SA4828的SET TRIP端，一旦IPM發(fā)生過(guò)流、過(guò)熱、短路和欠壓等情況，將立即切斷SA4828的6路輸出信號(hào)，使IPM得以保護(hù)。轉(zhuǎn)速編碼器圖

9、2 SA4828組成的變頻器譯碼器24.576MVDD MUX RS電動(dòng)機(jī)鍵盤(pán)SA4828+5V顯示串口A/D上位機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)電路逆變電路IPM89C52P0WRRDALEINT0P2RSTADO7WRRDALEZPPRCSCLKVSSTRIPRTRBYTYBBTBBSTTRPUVW4 變頻器的硬件設(shè)計(jì)4.1 主電路的設(shè)計(jì)電壓型變頻器主電路的典型結(jié)構(gòu)如圖3所示。目前已有許多廠(chǎng)商把該電路與整流電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及傳感電路等集成為一個(gè)模塊，稱(chēng)為智能功率模塊IPM（Intelligent Power Module）這樣使主電路結(jié)構(gòu)緊湊，避免了分布參數(shù)的影響。RSTUVW圖3 7單元IP

10、MRB（1）IPM的特點(diǎn) 內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)定最佳IGBT驅(qū)動(dòng)條件； 內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱、欠壓、短路保護(hù)電路，出現(xiàn)異常時(shí)給出報(bào)警信號(hào)，以控制逆變器停止工作； 內(nèi)含制動(dòng)電路，可直接外接制動(dòng)電阻RB；（2）IPM的選用IPM的參數(shù)由電動(dòng)機(jī)的額定功率PO及峰值電流I P來(lái)確定。例如，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)電壓為U = 220V，輸出功率PO=2.2kW，功率因數(shù)Cos=0.75，效率=0.8時(shí)，峰值電壓UP=2 U =310V，峰值電流I P=2PO / (3 UCos) = 13.8A，可選用東芝、三菱、富士的產(chǎn)品，規(guī)格為600V/30A，7單元IPM。4.2 SPWM發(fā)生電路SPWM信號(hào)可由SA4828產(chǎn)生，硬

11、件連接如圖2所示，軟件編程詳見(jiàn)有關(guān)資料。4.3 驅(qū)動(dòng)電路SA4828輸出的6路控制信號(hào)是TTL電平的，它們不能直接驅(qū)動(dòng)IPM中的6個(gè)IGBT。原因有兩個(gè)：IGBT需要的開(kāi)關(guān)信號(hào)幅值約為±10V，TTL電平不能勝任；逆變橋中三個(gè)下橋臂是共地的，而三個(gè)上橋臂是懸浮的，SA4828輸出的6路信號(hào)均是共地的，必須加以隔離。因此驅(qū)動(dòng)電路的任務(wù)有兩個(gè)：電平轉(zhuǎn)換和隔離。Amp圖4 TLP250驅(qū)動(dòng)電路1k5 25V10V86 ,7352TLP250IGBT一般用集成電路芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)，常用電路有富士公司的EXB840、841、850、851系列；三菱公司的M5796系列，以上各電路在很多書(shū)籍中都有介紹

12、，不再贅述。這里介紹一種東芝公司的產(chǎn)品TLP250，電路非常簡(jiǎn)單。TLP250采用8腳的DIP封裝，引腳如圖4。輸入端光耦的隔離電壓達(dá)到3000V，輸入電流為510mA，可以驅(qū)動(dòng)100A/600V的IGBT。它采用單電源供電，使用時(shí)須外接一個(gè)電阻和一個(gè)10V的穩(wěn)壓管，把25V的隔離電源變?yōu)?15V的導(dǎo)通電壓和10V的關(guān)斷電壓。4.4 隔離電源隔離電源+5V/3A 數(shù)字系統(tǒng)+12V/0.5A 異步通信12V/01A 異步通信+25V/50mA 上橋臂R相+25V/50mA 上橋臂Y相+25V/50mA 上橋臂B相+25V/150mA 下橋臂R,Y,B相共用圖5 隔離電源如前所述，為了驅(qū)動(dòng)主電路逆

13、變橋的三個(gè)上橋臂的IGBT，必須給每一路提供一個(gè)隔離的25V電源而三個(gè)下橋臂可以共用一個(gè)電源。此外，SA4828及單片機(jī)系統(tǒng)還需要+5V電源以及異步通訊所需的±12V電源，一共需要7路電源，如圖5所示。該電源可以采用線(xiàn)性電源，也可采用開(kāi)關(guān)電源。前者體積大，笨重，但電路簡(jiǎn)單，各路電源完全獨(dú)立，調(diào)試容易。后者則輕便、小巧，電路相對(duì)較復(fù)雜。采用單片開(kāi)關(guān)電源芯片可大大簡(jiǎn)化電路。4.5 保護(hù)電路逆變器中的IGBT模塊是變頻器的主要部件，也是最昂貴的部件。由于它工作在高頻、高壓、大電流的狀態(tài)，所以也是最容易損壞的部件。因此IGBT模塊的保護(hù)工作顯得十分重要。為此應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）選用智能型I

14、GBT模塊。IPM中一般都有過(guò)流、過(guò)熱、短路、欠壓保護(hù)電路，當(dāng)任一情況發(fā)生時(shí)它能迅速給出報(bào)警信號(hào)。把該信號(hào)接到SA4828的SET TRIP端，可立即切斷SA4828的6路控制信號(hào)，關(guān)閉所有的IGBT。（2）對(duì)SA4828編程時(shí)，設(shè)置合理的“死區(qū)”時(shí)間和欲刪除的“窄脈沖”的寬度，前者可有效防止同一橋臂上、下開(kāi)關(guān)元件的共態(tài)導(dǎo)通；后者可降低開(kāi)關(guān)損耗，減少發(fā)熱。（3）在單片機(jī)的調(diào)速過(guò)程中始終監(jiān)視變頻器輸出端的電壓和電流，一旦超限將停止SA4828的工作并發(fā)出報(bào)警指示。4.6 速度反饋采用轉(zhuǎn)速編碼器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)速，可以構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。選用的編碼器為每轉(zhuǎn)600個(gè)脈沖，使得即便是在電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也

15、有足夠的測(cè)速精度。4.7 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)以CPU為核心，配以鍵盤(pán)、顯示、通訊等設(shè)備，完成對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。這里選用了ATMEL公司的89C52單片機(jī)，它與Intel 51系列單片機(jī)完全兼容。其內(nèi)部配置了8KB的Flash Memory ，無(wú)須擴(kuò)展外部存貯器。同時(shí)這種8位單片機(jī)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)與SA4828完全兼容，可以直接相連。給定轉(zhuǎn)速nO可以用三種方式設(shè)定：鍵盤(pán)、電位器和上位機(jī)。用8位LED分別顯示給定轉(zhuǎn)速nO和實(shí)際轉(zhuǎn)速n，一目了然。系統(tǒng)板上提供了4路12位A/D通道，轉(zhuǎn)速、變頻器輸出端的電壓、電流監(jiān)測(cè)各占一路，最后一路備用。系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、調(diào)速效果、動(dòng)

16、態(tài)響應(yīng)的跟蹤情況都可以傳送到上位機(jī)，以表格或曲線(xiàn)的形式輸出，以便于觀(guān)察分析。5 結(jié)論 按照上述方法設(shè)計(jì)的變頻器，電路簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，大大地簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件編程工作。該調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，取得了很好的效果。電動(dòng)機(jī)可以從150Hz范圍連續(xù)調(diào)速，閉環(huán)調(diào)速精度達(dá)到0.1%，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于1秒。實(shí)踐表明，利用SA4828這類(lèi)專(zhuān)用三相SPWM芯片來(lái)設(shè)計(jì)中小功率的變頻器，是切實(shí)可行的簡(jiǎn)便方法。附：個(gè)人資料1引言脈寬調(diào)制(PWM)控制技術(shù)在逆變電路中得到廣泛的應(yīng)用，其波形產(chǎn)生方法有兩種：一是模擬方法，二是數(shù)字方法。模擬方法電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)精確控制。數(shù)字方法則克服了上述缺點(diǎn)

17、。MITEL公司生產(chǎn)的SA系列PWM波形產(chǎn)生器具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、外圍電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其中 SA4828是主要用于變頻調(diào)速、逆變電源及UPS等工業(yè)領(lǐng)域的高精度PWM波形產(chǎn)生器。2SA4828的主要特點(diǎn)及控制方法2.1 SA4828的主要特點(diǎn)和Mitel公司的先前產(chǎn)品SA828相比，SA4828主要具有以下特點(diǎn)：具有增強(qiáng)型微處理器接口，可與更多的單片機(jī)兼容；將調(diào)制波頻率的分辨率提高到16位；由于采用了可由用戶(hù)選擇的三相幅值獨(dú)立控制方式，因而使得三相逆變器可用于任意不對(duì)稱(chēng)負(fù)載；有三種可供選擇的輸出波形，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)合；可提供軟件復(fù)位功能；內(nèi)置“看門(mén)狗”定時(shí)器以加強(qiáng)監(jiān)控，從而提高了可靠性。

18、2.2 SA4828芯片的控制方法對(duì)SA4828的控制是通過(guò)微處理器接口將數(shù)據(jù)送入芯片和兩個(gè)寄存器(初始化寄存器和控制寄存器)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。初始化寄存器用于設(shè)定與逆變器有關(guān)的一些基本參數(shù)，這些參數(shù)在PWM輸出端允許輸出前初始化，逆變器工作以后不允許改變?？刂萍拇嫫髟诠ぷ鬟^(guò)程中控制輸出脈寬調(diào)制波的狀態(tài)，從而進(jìn)一步控制逆變器的運(yùn)行狀態(tài)。通常在工作時(shí)該寄存器內(nèi)容常被改寫(xiě)以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。參數(shù)是通過(guò)8個(gè)暫存器R0、R1、R2、R3、R4、R5、R14、R15來(lái)傳送的，初始化參數(shù)先被寫(xiě)入R0、R1R5，然后通過(guò)對(duì)R14的寫(xiě)操作將參數(shù)送入初始化寄存器，最后再將控制參數(shù)寫(xiě)入R0、R1R5，并通過(guò)對(duì)R15的寫(xiě)操作將

19、參數(shù)送入控制寄存器。各控制寄存器的地址如表1所列。3參數(shù)設(shè)置3.1 初始化參數(shù)的設(shè)置    表2為初始化參數(shù)在各個(gè)寄存器中的空間分配表?，F(xiàn)將各參數(shù)作一說(shuō)明。a. 載波頻率(CFS)載波頻率fcarr的值由下式給出：fcarr=fclk/(512×2n1)式中；fclk是輸入的時(shí)鐘頻率。n的值為對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制CFS值的十進(jìn)制自然數(shù)07。b.電源頻率范圍(FRS)電源頻率范圍frange的值由下式給出：frange=2mfcarr/384式中：m的值為與二進(jìn)制的FRS值對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制自然數(shù)06。c.脈沖延遲時(shí)間(PDY)脈沖延遲時(shí)間tpdy的值由下式給出：tpd

20、y=(63k)/512fcarr式中，k的值為與二進(jìn)制的PDY值對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制自然數(shù)063。d. 脈沖取消時(shí)間(PDT)脈沖取消時(shí)間tpd由下式給出：tpdy=(127L)/512fcarr式中，L的值為與二進(jìn)制的PDT值對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制自然數(shù)0127。e. 波形選擇(WS)輸出波形選擇控制字如表3所列。f.幅值控制(AC)當(dāng)AC=0時(shí)，三相幅值均由R相幅值暫存器R3控制。而B(niǎo)相幅值暫存器R4和Y相幅值暫存器R5內(nèi)容無(wú)效。當(dāng)AC=1時(shí)，三個(gè)幅值暫存器獨(dú)立控制各自的幅值，該方式適用于三相不平衡負(fù)載。g.看門(mén)狗定時(shí)器時(shí)間設(shè)置(WD)看門(mén)狗定時(shí)器的時(shí)間twd由下式給出：tWD=1024TIM/fclk式中

21、，fclk是輸入的時(shí)鐘頻率，TIM是16位二進(jìn)制數(shù)WD(WD15、WD14WD0)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。如果在tWD時(shí)間內(nèi)未對(duì)定時(shí)器中的數(shù)據(jù)更新(表明程序執(zhí)行不正常)，則定時(shí)器溢出，系統(tǒng)關(guān)斷PWM輸出。3.2 控制參數(shù)的設(shè)置各控制參數(shù)在暫存器R0R5的空間分配如表4所列。其參數(shù)說(shuō)明如下：a.電源頻率(PFS)電源頻率fpower的值由下式給出：fpower=frange×PFS/65535式中，frange為電源頻率范圍。PFS是16位與二進(jìn)制(PFS15、PFS14PFS0)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的值。b.電源幅值(RAMP、YAMP、BAMP)各項(xiàng)幅值的百分比計(jì)算公式如下：Apower=A&#

22、215;100/255式中，A是8位幅值選擇字(AMP7、AMP6AMP0)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制的值。c.相序選擇(F/R)三相PWM輸出的相序受控于正/反轉(zhuǎn)選擇位F/R，該位為0時(shí)，相序?yàn)榧t黃藍(lán)；反之，相序?yàn)樗{(lán)黃紅。d.輸出禁止位(INH)該位有效時(shí)(為“0”)，所有的PWM輸出變?yōu)榈碗娖?，但不影響其它操作。一旦設(shè)置無(wú)效，輸出立即恢復(fù)。e.計(jì)數(shù)器復(fù)位(CR)當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位位(CR)為“0”時(shí)，紅相相位計(jì)數(shù)器設(shè)置為“0”。 f.軟件復(fù)位(RST)當(dāng)該位有效時(shí)(為“1”)，芯片復(fù)原為初始時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)，它的效果與硬件復(fù)位腳相同。g.看門(mén)狗定時(shí)器選擇(WTE)當(dāng)該位有效時(shí)(為“1”)，看門(mén)狗定時(shí)器被

23、啟用；反之，看門(mén)狗定時(shí)器被禁止。4系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.1 系統(tǒng)硬件連接方案SA4828用在逆變器上的連接電路如圖1所示。圖中，AC交流信號(hào)經(jīng)整流、逆變、隔離(對(duì)于UPS和逆變器而言，若用于變頻調(diào)速，則不需要隔離電路) 后輸出，在控制電路中，單片機(jī)不但用來(lái)完成對(duì)SA4828的初始化、輸出脈寬和頻率的控制，還要處理采樣數(shù)據(jù)以形成閉環(huán)控制，完成對(duì)保護(hù)信號(hào)的邏輯檢測(cè)。由于51系列單片機(jī)都是地址、數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)模式，故將MUX、RS引線(xiàn)連到高電平。SETTRIP用來(lái)快速關(guān)斷PWM輸出，當(dāng)其有效時(shí)，TRIP端輸出高電平，指示燈亮。4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變控制的核心，它決定著逆變器的輸出

24、特性。圖2給出了本系統(tǒng)的程序流程圖。從程序流程圖中可看出：?jiǎn)纹瑱C(jī)先將SA4828復(fù)位，在向其傳送初始化參數(shù)和控制參數(shù)之后SA4828即可輸出PWM波形，逆變器隨后將處于工作狀態(tài)，這時(shí)單片機(jī)應(yīng)不斷查詢(xún)輸出狀態(tài)，以便隨時(shí)調(diào)整PWM輸出特性，以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求；只要系統(tǒng)工作正常，看門(mén)狗定時(shí)器就不斷被更新，以防止其溢出而中斷PWM輸出。SA4828芯片的輸出包含了波形、頻率、幅值、旋轉(zhuǎn)方向及許多重要的運(yùn)行參數(shù)（如載波頻率、最小脈寬、脈沖延遲時(shí)間、脈沖取消時(shí)間等），這些參數(shù)可在器件初始化時(shí)設(shè)置。使用中，若需要改變運(yùn)行工況，只需改變軟件即可。這樣可使用戶(hù)方便地在電路不便的情況下，通過(guò)設(shè)置改變波形參數(shù)，就可改變

25、逆變器的性能指標(biāo)，因而具有使用靈活方便，又可大大節(jié)約成本費(fèi)用。SA4828調(diào)制波形依據(jù)關(guān)系式：SA4828的工作原理主要包括3個(gè)部分：（l）接收并存儲(chǔ)微處理器的初始化命令和控制命令。由控制總線(xiàn)、地址數(shù)據(jù)總線(xiàn)、暫存器R1R5、虛擬寄存器R14R15構(gòu)成，并以控制字的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)工作之前，先進(jìn)行初始化，即從微處理器向初始化寄存器和控制寄存器輸人控制字，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置；（2）從內(nèi)部ROM讀取并產(chǎn)生PWM調(diào)制波形。由地址發(fā)生器、波形ROM及相位和控制邏輯構(gòu)成；（3）三相輸出控制電路。由脈沖取消和脈沖延時(shí)電路構(gòu)成，脈沖取消電路用來(lái)將脈沖寬度小干取消時(shí)間的脈沖去掉，脈沖延時(shí)電路用來(lái)保證死區(qū)間隔，防

26、止在轉(zhuǎn)化瞬間橋路開(kāi)關(guān)器件出現(xiàn)共同導(dǎo)通現(xiàn)象。1 逆變器的硬件電路設(shè)計(jì)應(yīng)用SA4828設(shè)計(jì)的逆變器硬件電路原理框圖見(jiàn)圖1，靜止逆變器的硬件電路主要由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路三部分構(gòu)成?？刂齐娐酚?9C51單片機(jī)最小系統(tǒng)、少量的擴(kuò)展外圍芯片和 SA4828PWM產(chǎn)生器構(gòu)成，由SA4828與單片機(jī)AT89C51組成的硬件控制電路如圖2所示。單片機(jī)除完成對(duì)SA4828的初始化、輸出脈寬控制、頻率控制外，還完成開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制算法的運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理，模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)、保護(hù)功能的邏輯判斷等。由圖2可見(jiàn)，SA4828的外圍電路非常簡(jiǎn)單，基本不需增加外圍電路，只需與AT89C51對(duì)應(yīng)直接相連，通過(guò)軟件編程，就能輸出幅值、頻率可調(diào)的SPWM波。在圖中，RTHT、YTHT、BTHT、RTHB、YTHB、BTHB六路信號(hào)是由SA4828產(chǎn)生的PWM信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離驅(qū)動(dòng)放大后輸入大功率集成開(kāi)關(guān)管模塊（IGBT）單元，驅(qū)動(dòng)