【正文】 證電源可靠運(yùn)行。因此是一種電能變換裝置。但是，隨著高速度、高精度的多功能處理器及 SPWM專用芯片的發(fā)展，采用微機(jī)控制的數(shù)字化 SPWM技術(shù)己經(jīng)占據(jù)了 PWM逆變器的主導(dǎo)地位。然而，這種方式的缺點(diǎn)是所需硬件較多，而且不夠靈活，改變參數(shù)和調(diào)試比較麻煩。與單極性模式相比，雙極性 SPWM模式控制電路和主電路比較簡(jiǎn)單，然而對(duì)比圖 3_d和圖 4_ b可看出，由于單極性 SPWM模式中沒(méi)有類似雙極性SPWM模式中與正負(fù)輸出電壓矩形脈沖相對(duì)應(yīng)的反相窄帶脈沖，因此單極性SPWM模式要比雙極性 SPWM模式輸出電壓中高次諧波分量小很多，這就是單極性模式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 SPWM的諧波成分大大減少，可以得到基本滿意的驅(qū)動(dòng)效果。通過(guò)控制電路，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖波的占空比和PWM頻率分別進(jìn)行調(diào)整?？刂凭褪菍?duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。當(dāng)今的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包含多 種學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，總的發(fā)展趨勢(shì)是：驅(qū)動(dòng)的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。 當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的變頻電源是采用 IGBT逆變輸出技術(shù)，用先進(jìn)微處理器控制設(shè)計(jì)而成的高性能精密電源，它具有過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載等保護(hù)及報(bào)警故障 顯示功能，確保用電設(shè)備及變頻電源安全。 IT產(chǎn)業(yè)及電腦設(shè)備制造商如：傳真機(jī)、影印機(jī)、碎紙機(jī)、印表機(jī)、掃描器、燒錄機(jī)、伺服器、顯示器等產(chǎn)品的測(cè)試電源。 變頻電源的應(yīng)用背景，是基于世界各國(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不一致，大多數(shù)有關(guān)出口電器產(chǎn)品的廠商需要電源模擬不同國(guó)家的電網(wǎng)，為工程師設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)線測(cè)試及品保的產(chǎn)品檢測(cè)、壽命、過(guò)高壓 /低壓模擬測(cè)試等服務(wù)，這就需要設(shè)備電源能夠提供純凈可靠的、低諧波失真、高穩(wěn)定的頻率和穩(wěn)壓率的正弦波電力輸出；而進(jìn)口某些電器設(shè)備的也需要對(duì)產(chǎn)品適用于我國(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行變壓、變頻等實(shí)驗(yàn)，品質(zhì)檢測(cè)等工作，進(jìn)而依此保證進(jìn)口的有關(guān)電器設(shè)備的正常工作。而 MITEL公司生產(chǎn)的增強(qiáng)型 SPWM波產(chǎn)生器 SA4828，可與單片機(jī)連接，完成外圍控制功能，使系統(tǒng)智能化。 SA4828。它以 SA4828作為 SPWM信號(hào)發(fā)生器 , 經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制 IPM模塊 , 產(chǎn)生三相變頻電源。提出了用高精度三相可編程 PWM集成芯片 SA4828與 89C52單片機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的單相變頻電源的設(shè)計(jì)方案。給出了系統(tǒng)總體構(gòu)成和主電路設(shè)計(jì)，介紹了 SPWM 產(chǎn)生器 SA4828 和工作原理， SA4828 全數(shù)字操作、工作方式靈活、頻率范圍寬、精度高功能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)。配以單片機(jī)、鍵盤(pán)、 L ED 顯示器及轉(zhuǎn)速編碼器 , 構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 inverter。單片機(jī)只用很少的時(shí)間去控制它，因而有能力進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制、顯示等。 變頻電源廣泛適用于家電制造業(yè)、電機(jī)、電子制造業(yè)、 IT產(chǎn) 業(yè)、電腦設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室等設(shè)備場(chǎng)所 。 實(shí)驗(yàn)室及測(cè)試單位如：交流電源測(cè)試、產(chǎn)品壽命及安全測(cè)試、電磁相容測(cè)試、 OQC（ FQC）測(cè)試、產(chǎn)品測(cè)試及研發(fā)、 研究單位最佳交流電源 。具有負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，輸出波形品質(zhì)好，良好的人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)單，體積小，重量輕等特點(diǎn)。因此，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換 部件，提供可控的高性能變壓 變頻電源 而得到迅猛發(fā)展。即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得過(guò)需要的波形（含波形和幅值）。但是雖然實(shí)現(xiàn)了變頻和變壓，可是逆變電路輸出的電壓波形仍然是一組矩形波，而不是正弦波，存在許多高次諧波的成分。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 4 頁(yè) 圖 2 典型 SPWM波形 １．單極性 SPWM模式 產(chǎn)生單極性 SPWM模式的基本原理 [3]如圖 3所示。 無(wú)論單極性 SPWM或是雙極性 SPWM方式，實(shí)際應(yīng)用中均可以采 用三類控制方式完成，一是采用模擬電路，二是采用數(shù)字電路，三是采用模擬與數(shù)字混合電路的控制方式。 采用數(shù)字電路 的 SPWM逆變器，可以應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)的控制模式。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 6 頁(yè) UU00π2 πω tω tπ2 πU RU △ 圖 4 雙極性 SPWM模式 經(jīng)過(guò) AC→DC→AC 變換的逆變電源稱為變頻電源，它有別于用于電機(jī)調(diào)速用的變頻調(diào)速控制器，也有別于普通交流 穩(wěn)壓電源。 變頻電源的主要功用是將現(xiàn)有交流電網(wǎng)電源變換成所需頻率的穩(wěn)定的純凈的正弦波電源 [4]。 該電源首先通過(guò)二極管整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，然后通過(guò) IGBT橋式逆變電路逆變成 SPWM波形，經(jīng)過(guò)濾波得到正弦波輸出．采用單片機(jī)對(duì) SPWM襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 7 頁(yè) 信號(hào)產(chǎn)生芯片 SA4828實(shí)現(xiàn)控制 [11]，輸出所需電壓和頻率的正弦波．系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理如圖 5： 圖 5 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 8 頁(yè) 3 AT89C52 單片機(jī) 介紹 AT89C52是美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 8KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器和 2568位的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 6個(gè)中斷源、低功耗空閑和掉電方式等特點(diǎn)。 主要性能參數(shù)： 與 MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8k字節(jié)可充擦寫(xiě) Flash閃速存儲(chǔ)器 1000次擦寫(xiě)周期 ?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。對(duì)端口 P2寫(xiě) “1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。此時(shí)，被外部拉低的 P3口 將用上拉電阻輸出電流。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL：接晶振 。 ： ADC0809的片選 。本系統(tǒng)取 SA4828的兩相四路SPWM輸出作為控制信號(hào)。通過(guò)脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不會(huì)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。其作用是通過(guò)半導(dǎo)體功率開(kāi)關(guān)器件 (如 SCR， GTO， GTR， IGBT和功率 MOSFET模塊等 )的開(kāi)通和關(guān)斷作用 ,把直流電能變換成交流電能。 電源系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)如圖 5所示． 圖 5 主電路 1)整流電路采用整流橋塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。 Dl為整流橋。因此，必須對(duì)電容的充電電流進(jìn)行限制。 S1～ s4采用 IGBT功率模塊，工作頻率高、功率容量大。電路中采用零電流開(kāi)關(guān)模式。在調(diào)制波的頻率、幅值和載波的頻率這 3項(xiàng)參數(shù)中 。過(guò)去通常的作法是：對(duì)計(jì)算作一些簡(jiǎn)化，并事先計(jì)算出交點(diǎn)坐標(biāo)．將其制成表格，使用時(shí)進(jìn)行查表調(diào)用。這里詳細(xì)介紹 SA4828三相 SPWM波控制芯片的主要特點(diǎn)、原理和編程。 本系統(tǒng)中，通過(guò)改變 m、 n和調(diào)整 nA的取值改變輸出頻率，而通過(guò)調(diào)整 nA的值可以改變輸出幅值．讓 m和 n的設(shè)定值比例變化，可以在保持輸出幅值和頻率襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 15 頁(yè) 不變的情況下改變載波頻率 [15]。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能，采用平均值反饋 PI調(diào)節(jié)。 P007 P1 P2 AD07 RS RD MUX ALE WR CS AT89C52 SA4828 VDD 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 16 頁(yè) 為能保存用戶調(diào)節(jié)結(jié)果，用戶調(diào)節(jié)后，將電壓、頻率給定值存入帶看門(mén)狗、欠壓保護(hù)的串行 E2ROMX25045中，下次開(kāi)機(jī)時(shí)，從中調(diào)出電壓和頻率給定值。無(wú)需擴(kuò)展可直接用于小功率的變換器中，使電路更加緊湊。但 AD637 輸入電壓有效值范圍為 07V，不適合直接測(cè)量逆變器輸出電壓。 電壓測(cè)量電路如下圖 8： 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 第 17 頁(yè) 圖 8 電壓測(cè)量電路 電流測(cè)量 采用電流互感器測(cè)量電流有效值。 電壓有效值測(cè)量方案電壓輸出型電流互感 器將輸出交流電流轉(zhuǎn)換為交流電壓； AD637 將交流電壓轉(zhuǎn)換為有效值輸出，并經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器 TCL549 將測(cè)量數(shù)據(jù)送至單片機(jī)處理。現(xiàn)將待測(cè)正弦波整形成方波，然后用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器在方波的兩個(gè)上跳沿期間計(jì)數(shù)，若 計(jì)數(shù)值為 N,技術(shù)周期為 t，則待測(cè)信號(hào)頻率為Ntf 1?。 HD7279A內(nèi)部含有譯碼器可直接接受 BCD碼或 16進(jìn)制碼并同時(shí)具有 2種譯碼方式。當(dāng)片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶螅?DATA引腳上的數(shù)據(jù)在 CLK 引腳的上升沿被寫(xiě)入 HD7279A的緩沖寄存器。數(shù)碼管的尺寸，亦不宜選的過(guò)大，一般字符高度不宜超過(guò) 1英寸，如果使用大型的數(shù)碼管，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路。 HD7279的 RESET復(fù)位端在一般應(yīng)用情況下，可以直接與正電源連接，在需要較高可靠性的情況下，可以連接一外部的復(fù)位電路，或直接由 MCU（單片機(jī)）控制。 程序中，盡可能