基于單片機的高性能三相變頻電源
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4系統硬件設計
整個(gè)系統的核心電路是波形合成電路，其結構和性能決定了整個(gè)系統的性能。本系統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內部是一個(gè)三相的功率橋和相應驅動(dòng)電路，用于實(shí)現SVPWM信號的功率放大功能；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 單片機的主要作用則是：1. 產(chǎn)生驅動(dòng)變頻電源所需的SVPWM信號。2. 完成人機交互，方便用戶(hù)對系統的控制。3. 處理相關(guān)的異常信息，確保系統的安全可靠。 SPMC75F2413A產(chǎn)生的三相互補的SVPWM信號經(jīng)由芯片的IOB0~5輸出，控制PS21865A的三相全橋電路，信號經(jīng)功率合成、低通濾波和三相輸出變壓器后輸出給負載。同時(shí)，系統的工作電流和輸出電壓均會(huì )反饋給SPMC75F2413A，供給系統控制使用。SPMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯誤偵測和過(guò)載保護輸入端，通過(guò)對其傳回信號的檢測，一旦PS21865A出現工作異常（如過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱）和系統過(guò)載，驅動(dòng)硬件會(huì )立即禁止PS21865A工作，同時(shí)申請中斷，請求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)系統的結構還請參考 圖 3-1。
5系統軟件設計
整個(gè)系統軟件分為三部分：1.核心的波形發(fā)生器，這部分主要是SVPWM信號發(fā)生器，和一些相關(guān)的驅動(dòng)服務(wù)程序；2. 系統控制程序；3. 人機接口界面程序；該系統核心的波形發(fā)生器部分的結構如圖 5-1。在這里根據本系統的特點(diǎn)使用化簡(jiǎn)的SVPWM信號發(fā)生器結構。這部分結構（除PWM發(fā)生模塊）將在PWM的周期中斷中用軟件實(shí)現。這里的調制系數計算和乘法器主要是為實(shí)現波形的幅度控制和電源波動(dòng)補嘗用的。
圖 5-1驅動(dòng)結構
PWM周期中斷服務(wù)子程序是整波形合成的核心，其流程如圖所示，程序會(huì )按相位累加和當前相位的正余弦系數的查表計算、向量系數計算、空間向量變換和占空比更新順序執行，完成后返回。
圖 5-2 PWM中斷服務(wù)子程序流程圖
系統控制部分是整個(gè)系統協(xié)調的心臟。整個(gè)系統都在其協(xié)調下有條不紊的工作。這部分主要是根據系統設置和當前系統的狀態(tài)給出相應的控制信息，以確保系統的可靠運行?！∪藱C接口界面程序，這部主要是為用戶(hù)提供一個(gè)簡(jiǎn)單易用的交互接口，以方便用戶(hù)對變頻器的可靠控制。包括變頻器的起停、各種運行參數的設置都在這一層面上執行。
6結 語(yǔ)
通常，在開(kāi)發(fā)變頻設備的過(guò)程中，需要編寫(xiě)實(shí)時(shí)性、程序可讀性強的代碼，這時(shí)就需要采用混合編程。而凌陽(yáng)的m’nSP? IDE具有良好的編程環(huán)境，它可以很輕松、容易地進(jìn)行混合編程（在C程序中調用匯編程序，在匯編程序中調用C程序）。該系統用了SPMC75F2413A兩個(gè)定時(shí)器和約30個(gè)IO口資源，其實(shí)SPMC75F2413A的資源相當豐富。因其有專(zhuān)業(yè)的變頻硬件支持，變頻系統開(kāi)發(fā)變得相對簡(jiǎn)單。同時(shí)，SPMC75F2413A在變頻控制方面有相當出眾的表現。因此，基于SPMC75F2413A的變頻系統在通用變頻、變頻家電等變頻領(lǐng)域有廣闊的應用前景
參考文獻
[1] 雷思孝、李伯成、雷向莉等，單片機原理及實(shí)用技術(shù)—凌陽(yáng)16位單片機原理及應用[M] 西安：西安電子科技大學(xué)出版社
[2] SUNPLUS，SPMC75F2413A編程指南V1.1[M] 北京：SUNNORTH
[3] Mitsubishi，PS21865A數據手冊[M]
[4].ROMdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/ROM_1188413.html.
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