高精度三相PWM波形产生器SA4828在逆变器中的应用

2006-05-07 15:49:46来源: 国外电子元器件

2.2 SA4828芯片的控制方法

    对SA4828的控制是通过微处理器接口将数据送入芯片和两个寄存器(初始化寄存器和控制寄存器)来实现的。初始化寄存器用于设定与逆变器有关的一些基本参数,这些参数在PWM输出端允许输出前初始化,逆变器工作以后不允许改变。

    控制寄存器在工作过程中控制输出脉宽调制波的状态,从而进一步控制逆变器的运行状态。通常在工作该寄存器内容常被改写以实现实时控制。

    参数是通过8个暂存器R0、R2、R3、R4R、5R、R14、R15来传送的,初始化参数先被写入R0、R2……R5,然后通过对R14的写操作将参数送入初始化寄存器,最后再将控制参数写入R0、R1……R5,并通过对R15的写操作将参数送入控制寄存器。各控制寄存器的地址如表1所列。

表1 SA4828的寄存器地址

名  称 地址 功  能
R0 0000 暂存器
R1 0001 暂存器
R2 0010 暂存器
R3 0011 暂存器
R4 0100 暂存器
R5 0101 暂存器
R14 1110 传送初始化参数
R15 1111 传送控制参数

3 参数设置

3.1 初始化参数的设置

    表2为初始化参数在各个寄存器中的空间分配表。现将各参数作一说明。

表2 初始化参数空间分配表

  7 6 5 4 3 2 1 0
R0 FRS2 FRS1 RF0     CFS2 CFS1 CFS0
R1 × PDT6 PDT5 PDT4 PDT3 PDT2 PDT1 PDT0
R2 × × PDY5 PDY4 PDY3 PDY2 PDY1 PDY0
R3 × × AC 0 0 × WS1 WS0
R4 WD15 WD13 WD13 WD11 WD11 WD10 WD9 WD8
R5 WD7 WD5 WD5 WD4 WD3 WD2 WD1 WD0

    a. 载波频率(CFS)

    载波频率fcarr的值由下式给出:

    fcarr=fclk/(512×2 n+1)

    式中;fclk是输入的时钟频率。N的值为对应于二进制CFS值的十进制自然数0~7。

    b. 电源频率范围(FRS)

    电源频率范围frange的值由下式给出:

    frange=2 mfcarr/384 式中:m的值为与二进制的FRS值对应的十进制自然数0~6。

    c. 脉冲延迟时间(PDY)

    脉冲延迟时间tpdy的值由下式给出:

    tpdy=(63-k)/512fcarr

    式中,k的值为与二进制的PDY值对应的十进制自然数0~63。

    d. 脉冲取消时间(PDT)

    脉冲取消时间tpd由下式给出:

    tpd=(127-L)/512fcarr

    式中,L的值为与二进制的PDT值对应的十进制自然数0~127。

    e. 波形选择(WS)

    输出波形选择控制字如表3所列。

表3 波形选择表

WS1 WD0 波   形
0 0 Sinusold纯正弦形
0 1 Triplen三次谐波叠加
1 0 Deadbanded(减少开关损耗)
1 1 为用户预留

    f. 幅值控制(AC)

    当AC=0时,三相幅值均由R相幅值暂存器R3控制。而B相幅值暂存器R4和Y相幅值暂存器R5内容无效。

    当AC=1时,三个幅值暂存器独立控制各自的幅值,该方式适用于三相不平衡负载。

    g. 看门狗定时器的时间设置(WD)

    看门狗定时器的时间twd由下式给出:

    twd=1024TIM/fclk

    式中,fclk是输入的时钟频率,TIM是16位二进制数WD(WD15、WD14……WD0)对应的十进制数。

    如果在twd时间内未对定时器中的数据更新(表明程序执行不正常),则定时器溢出,系统关断PWM输出。

    3.2 控制参数的设置

    各控制参数在暂存器R0……R5的空间分配如表4所列。其参数说明如下:

表4 控制参数空间分配表

  7 6 5 4 3 2 1 0
R0 PFS7 PFS6 PFS5 PFS4 PFS3 PFS2 PFS1 PFS0
R1 PFS15 PFS14 PFS13 PFS12 PFS11 PFS10 PFS9 PFS9
R2 RST × × × WTE CR INH F/B
R3 RAMP7 RAMP6 RAMP5 RAMP4 RAMP3 RAMP2 RAMP1 RAMP0
R4 BAMP7 BAMP6 BAMP5 BAMP4 BAMP3 BAMP2 BAMP1 BAMP0
R5 YAMP7 YAMP6 YAMP5 YAMP4 YAMP3 YAMP2 YAMP1 YAMP0

    a. 电源频率(PFS)

    电源频率fpower的值由下式给出:

    fpower=frange×PFS/65535

    式中,frange为电源频率范围。PFS是16位与二进制(PFS15、PFS0)对应的十进制数的值。

    b. 电源幅值(RAMP、YAMP、BAMP)

    各项幅值的百分比计算公式如下:

    Apower=A×100%/255

    式中,A是8位幅值选择字(AMP7、AMP6……AMP0)对应的十进制的值。

    c. 相序选择(F/R)

    三相PWM输出的相序受控于正/反转选择位F/R,该位为0时,相序为红→黄→蓝;反之,相序为蓝→黄→红。

    d. 输出禁止位(INH)

    该位有效时(为“0"),所有的PWM输出变为低电平,但不影响其它操作。一旦设置无效,输出立即恢复。

    e. 计数器复位(CR)

    当计数器复位位(CR)为“0"时,红相相位计数器设置为“0”。

    f. 软件复位(RST)

    当该位有效时(为“1”),芯片复原为初始时的默认状态,它的效果与硬件复位脚相同

    g.看门狗定时器选择(WTE)

    当该位有效时(为“1”),看门狗定时器被启用;反之,看门狗定时器被禁止。

4 系统软、硬件的设计与实现

4.1 系统硬件连接方案

    SA4828用在逆变器上的连接电路如图1所示。图中,AC交流信号经整流、逆变、隔离(对于UPS和逆变器而言,若用于变频调速,则不需要隔离电路)后输出,在控制电路中,单片机不但用来完成对SA4828的初始化、输出脉宽和频率的控制,还要处理采样数据以形成闭环控制,完成对保护信号的逻辑检测。由于51系统单片机都是地址、数据复用总线模式,故将MUX、RS引线连到高电平。SETTRIP用来快速关断PWM输出,当其有效时,TRIP端输出高电平,指示灯亮。

4.2 系统软件设计

    软件设计是整个逆变控制的核心,它决定着逆变器的输出特性。图2给出了本系统的程序流程图。

    从程序流程图中可看出:单片机先将SA4828复位,在向其传送初始化参数和控制参数之后SA4828即可输出PWM波形,逆变器随后将处于工作状态,这时单片机应不断查询输出状态,以便随时调速PWM输出特性,以满足系统要求;只要系统工作正常,看门狗定时器就不断被更新,以防止其溢出而中断PWM输出。

5 结论

    SA4828可以提供高质量、全数字化的三相脉宽调制波形,并能实现精确控制,以构成性能优异的逆变系统。该系统设计简单,控制电路使用器件少,因而可降低成本、提高可靠性。另外,芯片提供的SETTRIP端在异常情况下可越过CPU的控制而直接关断PWM输出,因而进一步提高了系统的可靠性。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2045.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved