基于單片機的高性能三相變頻電源
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4系統(tǒng)硬件設計
整個系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路，其結構和性能決定了整個系統(tǒng)的性能。本系統(tǒng)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(nèi)部是一個三相的功率橋和相應驅(qū)動電路，用于實現(xiàn)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(qū)動變頻電源所需的SVPWM信號。2. 完成人機交互，方便用戶對系統(tǒng)的控制。3. 處理相關的異常信息，確保系統(tǒng)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，系統(tǒng)的工作電流和輸出電壓均會反饋給SPMC75F2413A，供給系統(tǒng)控制使用。SPMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯誤偵測和過載保護輸入端，通過對其傳回信號的檢測，一旦PS21865A出現(xiàn)工作異常（如過壓、欠壓、過流、過熱）和系統(tǒng)過載，驅(qū)動硬件會立即禁止PS21865A工作，同時申請中斷，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。整個系統(tǒng)的結構還請參考 圖 3-1。
5系統(tǒng)軟件設計
整個系統(tǒng)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，和一些相關的驅(qū)動服務程序；2. 系統(tǒng)控制程序；3. 人機接口界面程序；該系統(tǒng)核心的波形發(fā)生器部分的結構如圖 5-1。在這里根據(jù)本系統(tǒng)的特點使用化簡的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現(xiàn)。這里的調(diào)制系數(shù)計算和乘法器主要是為實現(xiàn)波形的幅度控制和電源波動補嘗用的。
圖 5-1驅(qū)動結構
PWM周期中斷服務子程序是整波形合成的核心，其流程如圖所示，程序會按相位累加和當前相位的正余弦系數(shù)的查表計算、向量系數(shù)計算、空間向量變換和占空比更新順序執(zhí)行，完成后返回。
圖 5-2 PWM中斷服務子程序流程圖
系統(tǒng)控制部分是整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)的心臟。整個系統(tǒng)都在其協(xié)調(diào)下有條不紊的工作。這部分主要是根據(jù)系統(tǒng)設置和當前系統(tǒng)的狀態(tài)給出相應的控制信息，以確保系統(tǒng)的可靠運行?！∪藱C接口界面程序，這部主要是為用戶提供一個簡單易用的交互接口，以方便用戶對變頻器的可靠控制。包括變頻器的起停、各種運行參數(shù)的設置都在這一層面上執(zhí)行。
6結 語
通常，在開發(fā)變頻設備的過程中，需要編寫實時性、程序可讀性強的代碼，這時就需要采用混合編程。而凌陽的m’nSP? IDE具有良好的編程環(huán)境，它可以很輕松、容易地進行混合編程（在C程序中調(diào)用匯編程序，在匯編程序中調(diào)用C程序）。該系統(tǒng)用了SPMC75F2413A兩個定時器和約30個IO口資源，其實SPMC75F2413A的資源相當豐富。因其有專業(yè)的變頻硬件支持，變頻系統(tǒng)開發(fā)變得相對簡單。同時，SPMC75F2413A在變頻控制方面有相當出眾的表現(xiàn)。因此，基于SPMC75F2413A的變頻系統(tǒng)在通用變頻、變頻家電等變頻領域有廣闊的應用前景
參考文獻
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