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[導(dǎo)讀]摘要:介紹以8051為控制器,結(jié)合專(zhuān)用的SPWM集成電路,設(shè)計(jì)三相SPWM變頻電源。系統(tǒng)主電路形式采用AC-DC-AC結(jié)構(gòu)。逆變部分選用IGBT單元模塊加上并聯(lián)緩沖電路,輸入采用三相全波不可控整流電路,提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。


    ADO~AD7:8位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線,用于從微處理器接收地址與數(shù)據(jù)信息;
    :此3個(gè)引腳為Intel(Motorola)控制模式;SA8282在工作時(shí)可自動(dòng)適應(yīng)Intel或Motorola控制模式,當(dāng)ALE(AS)管腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí),SA8282內(nèi)部檢測(cè)電路將自動(dòng)鎖存RD(DS)線上的狀態(tài),如果檢測(cè)結(jié)果為低電平,則采用MO-TOROLA控制模式;如果檢測(cè)結(jié)果為高電平,則采用Intel控制模式;
   :復(fù)位端,低電平有效;
   :片選輸入,該控制線可使SA8282與其他外圍接口芯片共享同一組總線。
    RPHT,RPHB,YPHT,YPHB,BPHT,BPHB:標(biāo)準(zhǔn)TTL電平輸出端口(即PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)),可分別驅(qū)動(dòng)三相逆變器的6個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件;
    :輸出封鎖狀態(tài)指示,用于表明輸出是否被鎖存,低電平有效;
    SETTRIP:關(guān)斷觸發(fā)信號(hào)輸入端,當(dāng)輸入為高時(shí),TRIP及6個(gè)PWM輸出端將被迅速鎖存在低電平狀態(tài),且只有在RST復(fù)位時(shí)才能解除;
    WSS:波形采樣同步端口;
    ZPPB,ZPPY,ZPPR:分別是三相信號(hào)的零相位脈沖輸出端;
    CLK:時(shí)鐘信號(hào)輸入端;
    VDD:+5 V偏置電源;
    VSS:接地端。
1.2 主要特點(diǎn)
    (1)全數(shù)字化。SA8282與微處理器相連時(shí),可自動(dòng)適應(yīng)Intel和Motorola兩種總線接口,而且編程簡(jiǎn)捷方便。它的全數(shù)字化脈沖輸出具有很高的精度和穩(wěn)定性。
    (2)工作方式靈活。SA8282具有6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平輸出端,可以驅(qū)動(dòng)逆變器的6個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件。電路的載波頻率、調(diào)制頻率、調(diào)制比、最小脈寬、死區(qū)時(shí)間等工作參數(shù)均可直接通過(guò)軟件設(shè)定,而不需要任何外接電路,從而降低了硬件成本。
    (3)工作頻率范圍寬、精度高。SA8282的三角載波頻率可調(diào),當(dāng)時(shí)鐘頻率為12.5 MHz時(shí),載波頻率最高可達(dá)24 kHz,輸出調(diào)制頻率最高可達(dá)4 kHz,輸出頻率的分辨率為12位。

2 硬件設(shè)計(jì)
    由SA8282構(gòu)成的三相變頻變壓電源電路結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,是SA8282與單片機(jī)AT89C51連接應(yīng)用電路。


    傳送控制參數(shù)后,判斷SA8282允許輸出,則開(kāi)始輸出SPWM控制信號(hào),逆變器開(kāi)始工作。工作過(guò)程中,單片機(jī)不斷地處理檢測(cè)反饋回來(lái)的信號(hào),控制SA8282調(diào)整輸出的SPWM控制信號(hào),控制系統(tǒng)的輸出狀態(tài),以滿足系統(tǒng)的性能要求。在系統(tǒng)正常工作過(guò)程中,不斷更新看門(mén)狗定時(shí)器。防止其溢出而中斷SPWM控制信號(hào)的輸出。初始化程序,實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)處理、刷新處理與下位機(jī)和其他程序主要完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。

4 結(jié)語(yǔ)
    這里涉及的變頻電源輸出三相對(duì)稱交流電的頻率范圍為20~100Hz,各相電壓有效值之差小于0.5 V;輸出電壓波形接近正弦波,用示波器觀察無(wú)明顯失真;且當(dāng)輸入電壓為198~242 V,負(fù)載電流有效值為0.5~3 A時(shí),輸出線電壓有效值應(yīng)保持在36 V,誤差的絕對(duì)值小于5%。
    在利用單片機(jī)和集成芯片配合產(chǎn)生SPWM波形控制逆變開(kāi)關(guān)的通斷,控制算法更加容易實(shí)現(xiàn)編程,使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制精度高,可靠性強(qiáng),同時(shí)參數(shù)修改容易、編程任務(wù)少,單片機(jī)的處理任務(wù)大為減輕。并且,由于可通過(guò)SA8282對(duì)三相輸出電壓分別進(jìn)行調(diào)整,可在存在三相不平衡負(fù)載的場(chǎng)合中得到應(yīng)用。

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