1引 言　　

變頻電源是一種電源變換設(shè)備，因具有輸出波形純正、輸出電壓穩(wěn)定、輸出頻率和輸出電壓可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。其良好的性能，在傳感、儀器儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本文主要介紹利用spmc75f2413a和ipm（ps21865a）實(shí)現(xiàn)高性能三相變頻電源的開(kāi)發(fā)。

2芯片特性簡(jiǎn)介　　

spmc752413a是μ’nsp™系列產(chǎn)品的一個(gè)新成員，是凌陽(yáng)科技新推出的專(zhuān)用于變頻驅(qū)動(dòng)的16位微控制器。其擁有性能出色定時(shí)器和pwm信號(hào)發(fā)生器組。　　

spmc75f2413a在4.5v~5.5v工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0~24mhz，擁有2k字sram和32k字閃存rom；最多64個(gè)可編程的 多功能i/o端口；5個(gè)通用16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（其中有二個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用pwm波形發(fā)生器，二個(gè)位置偵測(cè)接口定時(shí)器），且每個(gè)定時(shí)器均有pwm發(fā)生的事件捕獲功能；2個(gè)專(zhuān)用于定時(shí)可編程周期定時(shí)器；可編程看門(mén)狗；低電壓復(fù)位/監(jiān)測(cè)功能；8通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換。在這些硬件外設(shè)的支持下spmc75f2413a可以方便實(shí)現(xiàn)各種變頻系統(tǒng)。spmc75f2413a的特性如下：

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3 系統(tǒng)總體方案介紹

本高性能三相變頻電源系統(tǒng)主要由凌陽(yáng)16位單片機(jī)spmc75f2413a、三凌的ipm功率模組芯片ps21865a組成，系統(tǒng)框圖如圖 3-1。
圖 3-1系統(tǒng)框圖

這個(gè)系統(tǒng)的功能：

(1) 系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)可調(diào)化，以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率和輸出電壓；

(2) 擁有實(shí)時(shí)的信息和狀態(tài)顯示，主要用于當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息顯示和人機(jī)接口的一部分；

(3) 帶有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和控制用的鍵盤(pán)；

(4) 完備的系統(tǒng)保護(hù)功能，在系統(tǒng)異常時(shí)保護(hù)系統(tǒng)不受損壞；

系統(tǒng)工作流程：

spmc75f2413a接收根據(jù)設(shè)置來(lái)自鍵盤(pán)或是通信接口的控制信息產(chǎn)生相應(yīng)的spwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)ps21865a功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出。同時(shí)spmc75f2413a會(huì)隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行，保證輸出正常，一旦出現(xiàn)異常便會(huì)立即保護(hù)，同時(shí)報(bào)警，以提醒用戶(hù)進(jìn)行處理。

4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路，其結(jié)構(gòu)和性能決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。本系統(tǒng)的波形合成電路使用spmc75f2413a、功率模組ps21865a、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成。其中ps21865a內(nèi)部是一個(gè)三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路，用于實(shí)現(xiàn)svpwm信號(hào)的功率放大功能；輸出變壓器和輸出濾波電路則主要用于將ps21865a輸出功率svpwm信號(hào)變換為正弦輸出，并濾除其高次諧波，保證輸出波形的純正；而spmc75f2413a 單片機(jī)的主要作用則是：1. 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)變頻電源所需的svpwm信號(hào)。2. 完成人機(jī)交互，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的控制。3. 處理相關(guān)的異常信息，確保系統(tǒng)的安全可靠。 spmc75f2413a產(chǎn)生的三相互補(bǔ)的svpwm信號(hào)經(jīng)由芯片的iob0~5輸出，控制ps21865a的三相全橋電路，信號(hào)經(jīng)功率合成、低通濾波和三相輸出變壓器后輸出給負(fù)載。同時(shí)，系統(tǒng)的工作電流和輸出電壓均會(huì)反饋給spmc75f2413a，供給系統(tǒng)控制使用。spmc75f2413a的iob6和iob7是錯(cuò)誤偵測(cè)和過(guò)載保護(hù)輸入端，通過(guò)對(duì)其傳回信號(hào)的檢測(cè)，一旦ps21865a出現(xiàn)工作異常（如過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱）和系統(tǒng)過(guò)載，驅(qū)動(dòng)硬件會(huì)立即禁止ps21865a工作，同時(shí)申請(qǐng)中斷，請(qǐng)求cpu處理。

由于其它模塊屬于通常的一些模塊，此處不再詳述。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還請(qǐng)參考 圖 3-1。

5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)軟件分為三部分：1.核心的波形發(fā)生器，這部分主要是svpwm信號(hào)發(fā)生器，和一些相關(guān)的驅(qū)動(dòng)服務(wù)程序；2. 系統(tǒng)控制程序；3. 人機(jī)接口界面程序；該系統(tǒng)核心的波形發(fā)生器部分的結(jié)構(gòu)如圖 5-1。在這里根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)使用化簡(jiǎn)的svpwm信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)。這部分結(jié)構(gòu)（除pwm發(fā)生模塊）將在pwm的周期中斷中用軟件實(shí)現(xiàn)。這里的調(diào)制系數(shù)計(jì)算和乘法器主要是為實(shí)現(xiàn)波形的幅度控制和電源波動(dòng)補(bǔ)嘗用的。
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