SPMC75系列单片机的高性能三相变频电源设计

出处:ericy 发布于:2007-04-03 19:47:10

1 引 言  
变频电源是一种电源变换设备,因具有输出波形纯正、输出电压稳定、输出频率和输出电压可调等优点。其良好的性能,在传感、仪器仪表、工业控制等领域有广泛应用。本文主要介绍利用SPMC75F2413A和IPM(PS21865A)实现高性能三相变频电源的开发。
2 芯片特性简介  
SPMC752413A是μ’nSP?系列产品的一个新成员,是凌阳科技新推出的专用于变频驱动的16位微控制器。其拥有性能出色定时器和PWM信号发生器组。  
SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作电压范围内的工作速度范围为0~24MHz,拥有2K字SRAM和32K字闪存ROM;多64个可编程的多功能I/O端口;5个通用16位定时器/计数器(其中有二个电机驱动专用PWM波形发生器,二个位置侦测接口定时器),且每个定时器均有PWM发生的事件捕获功能;2个专用于定时可编程周期定时器;可编程看门狗;低电压复位/监测功能;8通道10位模-数转换。在这些硬件外设的支持下SPMC75F2413A可以方便实现各种变频系统。SPMC75F2413A的特性如下:

单片机 
3 系统总体方案介绍
本高性能三相变频电源系统主要由凌阳16位单片机SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模组芯片PS21865A组成,系统框图如图 3-1。

单片机


系统框图
这个系统的功能:
(1) 系统运行参数可调化,以适应不同应用的需要调整系统的输出频率和输出电压;
(2) 拥有实时的信息和状态显示,主要用于当前系统的状态信息显示和人机接口的一部分;
(3) 带有系统参数设置和控制用的键盘;
(4) 完备的系统保护功能,在系统异常时保护系统不受损坏;
系统工作流程:
SPMC75F2413A接收根据设置来自键盘或是通信接口的控制信息产生相应的SPWM驱动信号,信号经PS21865A功率变换后、输出滤波和输出变压器后输出。同时SPMC75F2413A会随时监视系统的运行,保证输出正常,一旦出现异常便会立即保护,同时报警,以提醒用户进行处理。
4 系统硬件设计
整个系统的电路是波形合成电路,其结构和性能决定了整个系统的性能。本系统的波形合成电路使用SPMC75F2413A、功率模组PS21865A、输出变压器和输出滤波电路几部分组成。其中PS21865A内部是一个三相的功率桥和相应驱动电路,用于实现SVPWM信号的功率放大功能;输出变压器和输出滤波电路则主要用于将PS21865A输出功率SVPWM信号变换为正弦输出,并滤除其高次谐波,保证输出波形的纯正;而SPMC75F2413A 单片机的主要作用则是:1. 产生驱动变频电源所需的SVPWM信号。2. 完成人机交互,方便用户对系统的控制。3. 处理相关的异常信息,确保系统的安全可靠。


  

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