基于SA4828和單片機(jī)的三相組合式逆變器設(shè)計(jì)

圖3SA4828原理框圖

表2寄存單元地址及說(shuō)明

TRIP為狀態(tài)輸出指示。

SETTRIP、RST為關(guān)斷信號(hào)輸入端和復(fù)位端。

②標(biāo)準(zhǔn)總線與控制模式

AD7～AD0為地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線。

WR、RD、ALE為英特爾控制模式。

③電源和時(shí)鐘

VDD、VSS分別為＋5V電源、接地端。

CLK為時(shí)鐘輸入端。

如果對(duì)照SA8282，可以看出SA4828在英特爾等模式下，只要將RS、MUX端接為高電平，SA4828就可以完全取代SA8282。但三相輸出波形的幅值，卻可分別靈活的控制。

（3）SA4828工作原理

SA4828原理框圖如圖3所示。

主要工作原理大部分與SA8282類似，具體可見參考文獻(xiàn)2?，F(xiàn)將SA4828特殊的原理解釋如下：

①三種不同波形的選擇主要是通過(guò)傳輸給初始化寄存器和控制寄存器的命令，來(lái)設(shè)置三相波形ROM。它分別為正弦、增強(qiáng)、高效三種波形，使之能應(yīng)用于各種特殊的場(chǎng)合。

②“看門狗”電路SA4828在接收單片機(jī)發(fā)出的命令時(shí)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，總線控制會(huì)發(fā)出復(fù)位“看門狗”信號(hào)，使“看門狗”延時(shí)關(guān)斷輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

③八個(gè)寄存器單元為了提高頻率精度，以及能獨(dú)立控制三相波形幅值，SA4828增設(shè)了八個(gè)寄存器單元。地址及說(shuō)明見表2。

在傳輸初始化命令時(shí)，其中寫入R4、R5寄存器，為“看門狗”的延時(shí)控制字。當(dāng)傳輸控制命令時(shí)，寫入R0、R1為十六位頻率控制字，寫入R3、R4、R5分別為三相輸出波形幅值控制字。上述設(shè)置和調(diào)整，均通過(guò)地址/數(shù)據(jù)總線、寄存器單元，存入初始化寄存器和控制寄存器來(lái)完成。

3．2SA4828用于本系統(tǒng)控制

單片機(jī)最小系統(tǒng)及少量的外圍擴(kuò)展芯片，與SA4828構(gòu)成的本系統(tǒng)控制電路如圖4所示。

單片機(jī)首先對(duì)SA4828初始化，預(yù)置輸出波形、幅值、頻率等。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路分別將輸出三相電壓、電流，和電壓、頻率的給定信號(hào)，輸入單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行開環(huán)、閉環(huán)控制算法運(yùn)算。單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后，經(jīng)SA4828調(diào)整輸出電壓、頻率，及進(jìn)行過(guò)流延時(shí)保護(hù)等。快速關(guān)斷是發(fā)現(xiàn)直流電流檢測(cè)信號(hào)（DCCT）和IPM模塊有直通或短路現(xiàn)象時(shí)，立即關(guān)斷SA4828輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

3．3程序流程

程序設(shè)計(jì)中，在完成其控制功能外，還應(yīng)力求程序的合理與簡(jiǎn)化，它決定控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。圖5為控制程序的流程框圖。

主程序中，SA4828初始化命令和控制命令的參數(shù)計(jì)算及設(shè)置，可見參考文獻(xiàn)1，本文不再敘述。

圖4控制電路框圖

圖5控制程序流程框圖

4試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)語(yǔ)

三相組合式逆變電源經(jīng)使用、測(cè)試，達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)：

輸入電壓：380V±15％（50Hz）

輸出電壓：115V（400Hz）

輸出功率：6kVA

電壓穩(wěn)定度：1％

頻率穩(wěn)定度：0.1％

三相電壓不平衡度：1％

總諧波含量：2％

噪聲：50dB

保護(hù)功能：過(guò)載120％延時(shí)6分鐘關(guān)閉系統(tǒng)，輸出端短路立即關(guān)閉系統(tǒng)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，三相組合式逆變器，從根本上解決了三相負(fù)載100％不平衡時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題。由于功率開關(guān)管采用了IPM模塊，輸出變壓器應(yīng)用集成電感技術(shù)，使電路簡(jiǎn)化，降低了成本，提高了效率。由單片機(jī)與三相高精度PWM波產(chǎn)生器SA4828構(gòu)成控制電路，使系統(tǒng)智能化，可靠性提高。較好地解決了以往三相組合式逆變電源的電路復(fù)雜、成本高等問(wèn)題。在中、大功率逆變電源等應(yīng)用領(lǐng)域，可作為較好的方案之一