μPD789842在变频空调中的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:介绍了专用于控制三相逆变器的单片机μPD789842的资源配置和结构功能,同时以变频空调控制器的设计为例,说明了用μPD789842实现其SPWM波形输出的具体方法。 关键词:变频调速;逆变器;SPWM 变频调速具有优良的调速性能,而数字变频调速则使得变频调速的应用技术更加先进。μPD789842是NEC公司生产的专用于控制三相逆变器的单片机。它有三相PWM输出,可驱动IPM智能功率模块,实现交-直-交数字变频调速。与使用普通单片机实现交-直-交数字变频调速的方法相比,用μPD789842实现交-直-交数字变频调速具有硬件功能更强、软件编程更加方便的特点。下面以μPD789842在变频空调控制器中的应用为例说明用μPD789842 实现数字变频调速的方法。 1 μPD789842的功能 1.1 μPD789842的资源配置 μPD789842的管脚排列如图1所示。其内部资源配置如下: ● ROM:8kB; ● RAM:256字节; ● SFR:256字节; ● I/O口:P08位)P1(8位),P2(6位多功能口),P6(8位多功能口); ● UART:1路; ● 定时器:6路。其中10位逆变器控制定时器1路,8位定时器/事件计数器2路,8位定时器计数器1路,计时定时器1路,看门狗定时器1路; ● 8位A/D转换:8路; ● 乘法器:10位%26;#215;10位; ● 矢量中断源:15个; ● 电源电压:4.0~5.5V; ● 晶振:8.38MHz(最小指令执行时间为0.96μs。 1.2 μPD789842的功能 采用μPD789842作变频空调室外机的MCU的原理图如图2所示。图中,μPD789842的TO70~TO75输出的三相PWM信号可用于驱动IPM,而从TOFF7输入到IPM的故障信号则用于保护IPM。环境温度和电流电压等模拟量从P6口输入。工作时,μPD789842将检测到的信息通过UART传给室外机。本设计将室外机作为上位机,室内机作为下位机。当室外机将频率信号传给室内机后,室内机即可输出所希望的正弦PWM信号(SPWM)。 2 SPWM的实现 2.1 逆变器控制定时器 逆变器控制定时器的功能框图如图3所示。其中定时器TM7为10位加减计数器,其值的大小决定着载波频率;CM0~CM3为10位比较寄存器,其值大小决定方波的占空比;BFCM0~BFCM3为缓冲寄存器;DTIME为死区时间重载寄存器;DTM0~DTM2为死区时间定时器。 2.2 PWM波形的产生 用定时器TM7产生PWM波形的原理如图4所示。由该波形图可见:当定时器TM7向上/下计数到与CM0~CM2比较寄存器的值相等时,TO70~TO75输出将发生翻转,而当定时器TM7向下计数到零时,系统将产生中断,这时,各寄存器将重新赋值,为下一轮输出作准备。 图4 PWM波形原理图 2.3 SPWM波形的产生 在输出PWM波形的基础上,当CM0~CM2比较寄存器的值按正弦规律变化时,TO70~TO75将输出正弦PWM波形。 因而可先作一张正弦函数表放在ROM或外部E2PROM中用于查表。室外机频率值和载波频率决定载波比λ,然后由λ计算出查正弦函数表的步长(即调频);而在调压时,则可根据异步电机的工作原理和V/F控制原则,制作一张V/F曲线表放在ROM中,然后由室外机频率值查表得到电压值,并由电压值计算出对应的调制度α。如需考虑直流电压变化,还可根据其变化对调制度α进行补偿。图5给出了变频控制模块的软件流程图。 3 结束语 在进行数字变频时,采用异步调制较为方便。设计时可以根据压缩机数据来决定载波频率和载波比λ的范围。一般μPD789842的载波频率约为3kHz,输出频率为10~110Hz。在压缩机的额定工作点时,其谐波最小,因而效果也最好。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/mcu/200703/11933.html
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