【正文】 電平時，使用地址 /數(shù)據(jù)分開的總線，這時，地址鎖存引腳ALE接低電平， RS引腳要與一條地址線相連，來區(qū)分輸入的字節(jié)是地址（低電平），還是數(shù)據(jù)（高電平），通常先地址后數(shù)據(jù)。 CS ：片選引腳 WR 、 RD 、 ALE：用于“ RDWR ”模式，分別接收寫、讀、地址鎖存指令。 RW、 AS、 DS：用于 RW 模式，分別接收讀 /寫、地址、數(shù)據(jù)指令。 ②輸出類引腳說明 RPHB、 YPHB、 BPHB：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的 R、 Y、 B相的下臂開關(guān)管。 RPHT、 YPHT、 BPHT：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的 R、 Y、 B相的上臂 31 開關(guān)管。它們都是標(biāo)準(zhǔn) TTL輸出，每一個輸出都有 12mA的驅(qū)動能力，本例中，由于 RPHB和 RPHT各要驅(qū)動兩塊驅(qū)動電路 EXB841，所以采用如圖 319所示的接法。 TRIP ：該引腳輸出一個封鎖狀態(tài)，當(dāng) SETTRIP 有效時， TRIP 為低電平，表示已被封鎖，它有 12mA的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動一個 LED指示燈。 ZPPR：該引腳輸出調(diào)制波頻率。 WSS：該引腳輸出采樣波形。 SA4828內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 311所示，來自單片機的數(shù)據(jù)通過總線控制和譯碼進入初始化寄存器，它們對相控邏輯電路進行控制。外部時鐘輸入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載波與所設(shè)定的片內(nèi) ROM 中的調(diào)制波形進行比較，自動生成 SPWM輸出脈沖，通過脈沖刪除電路，刪去比較窄 的脈沖，因為這樣的脈沖不起任何作用，只會增加開關(guān)管的損耗，通過脈沖延遲電路生成死區(qū)時間，保證任何橋臂上的兩個開關(guān)管不會在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路，看門狗定時器用來防止程序跑飛，當(dāng)時間條件滿足時快速封鎖輸出。 圖 311SA4828內(nèi)部原理圖 片內(nèi) ROM存有三種可供選擇的波形，它們是純正弦波形，增強型波形和高效型波形，如圖 312所示，每一種波形各 1536個采樣值，增強型波形又稱三次諧波，它可以使輸出功率提高 20％，三相諧波互相抵消，防止電動機發(fā)熱，高效型波形又稱帶死區(qū)的三次諧波，它是進一步優(yōu)化的三次諧波，可以減 小逆變開關(guān)管的損耗，提高功率利用率。 32 圖 312片內(nèi) ROM 存儲的三種波形 寄存器列陣包含 8個 8位寄存器 R0R5和 R1 R15。其中 R0R5 用來暫存來自單片機的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能是初始化數(shù)據(jù)，或者是控制數(shù)據(jù)；而 R1 R15是兩個虛擬的寄存器，物理上不存在。當(dāng)向 R14寫操作時，實際是將 R0R5中存放的 48位數(shù)據(jù)送入初始化寄存器，當(dāng)向 R15寫操作時，是將 R0R5中存放的 48位數(shù)據(jù)送入控制寄存器。各寄存器地址如表 1所列。 表 1各寄存器地址 33 SA4828 與單片機的連接 SA4828與單片機接口的原理圖如圖 313 所示，本系統(tǒng)中，我們選用的是 ATMEL公司的 AT89C51單片機。 AT89C51屬于地址與數(shù)據(jù)總線復(fù)用類的單片機，因此， SA4828芯片的 MUX引腳接高電平或者懸空不接。通過 AT89C51的 P0口與 SA4828 的 AD口相連，提供 8位數(shù)據(jù)和低 8位地址， SA4828芯片中的地址鎖存器可以鎖存來自 AT89C51的低 8位地址，從而將 AD口輸入的地址與數(shù)據(jù)分開。 SA4828的地址鎖存器由 AT89C51的 ALE信號控制。同時，連接的控制信號還有讀、寫信號 RD 和 WR 。 SA4828的片選信號 CS接地，這樣 SA4828的 8個寄存器的地址為： 寄存器 R0∽ R5的地址： 0000H∽ 0005H 虛擬寄存器 R1 R15的地址： 000EH、 000FH SA4828的 SETTRIP引腳接反相器的輸出腳，使單片機能夠在異常情況下封鎖 SA4828的輸出， SA4828的 TRIP 引腳接一只發(fā)光二極管，當(dāng) SA4828的輸出被封鎖時，發(fā)光二極 管亮，用來封鎖狀態(tài)。由于本系統(tǒng)采用了單相電壓型逆變電路，所以 SA4828的輸出引腳我們只用 RPHT和 RPHB，它們分別通過四個 EXB841驅(qū)動電路， RPHT 驅(qū)動逆變橋的 4號 IGBT，而 RPHB 驅(qū)動 3號 IGBT。 SA4828 的編程 1．初始化編程 初始化是用來設(shè)定與電機和逆變器有關(guān)的基本參數(shù)，它包括載波頻率設(shè)定、調(diào)制波34 頻率范圍設(shè)定、脈沖延遲時間設(shè)定、最小刪除脈寬設(shè)定、調(diào)制波形設(shè)定、看門狗時間常數(shù)設(shè)定。在初始化編程時， R0R5各寄存器內(nèi)容見表 2。下面分別介紹這些內(nèi)容的設(shè)定 : (1)載 波頻率設(shè)定 載波頻率（即三角波頻率）越高越好，但頻率越高損耗會越大，另外，還受開關(guān)管最高頻率限制，因此要合理設(shè)定，設(shè)定字由 CFS0CFS2這三位組成，載波頻率 fCARR通過下式求出 : c lkC A R R n1ff 5 1 2 2 ?? ? 式中， fclk為時鐘頻率， n值的二進制數(shù)即為載波頻率設(shè)定字。 本系統(tǒng)中， fclk為 6MHz，載波頻率 fcarr取 ，可求得 n=0，所以 CFS為 000 (2)調(diào)制波頻率范圍設(shè)定 調(diào)制波頻率范圍設(shè)定字是由 FRS0FRS2這三位組成，調(diào)制波頻率 frange通過下式求得 ： mcarrrange f2f 384?? m值的二進制數(shù)即為調(diào)制波頻率范圍設(shè)定字。 本系統(tǒng)中，調(diào)制波頻率范圍 frange=122Hz，可求得 m＝ 3，所以 FRS 為 011 (3)脈沖延遲時間設(shè)定 該設(shè)定字是由 PDY0PDY5這 6位組成。脈沖延遲時間 tpdy通過下式求得： pdy carr63 pdyt f 512?? ? 35 PDY的二進制數(shù)即是脈沖延遲時間設(shè)定字。 本系統(tǒng)中， tpdy=6us， fcarr=，所以 PDY等于 46，于是 R2為 2EH。 (4)最小刪除脈寬設(shè)定 最小刪除脈寬設(shè)定字 是由 PDT0PDT6這 7位組成，最小刪除脈寬 tpdt由下式求得，PDT的二進制即是最小刪除脈寬設(shè)定字。 pdt carr127 ptdt f 512?? ? 考慮到延遲（死區(qū)）的因素，在延遲時，通常的做法是在保持原頻率不變的基礎(chǔ)上，使開關(guān)管延遲導(dǎo)通，實際輸出的脈寬 =延遲前的脈寬－延遲時間，由結(jié)構(gòu)圖 311可知，SA4828的工作順序是先刪除最窄脈沖，然后再延遲，所以上式給出的 tpdt應(yīng)是延遲前的最小刪除脈寬，它等于實際輸出的最小脈寬加上延遲時間，即 tpdt=實際輸出的最小脈寬＋ tpdy。 本系統(tǒng)中，實際輸出 最小脈寬為 2us，則 tpdt=6us+2us=8us，計算得 PDT＝ 103＝67H，所以 R1為 67H。 (5)調(diào)制波形的選擇 波形選擇字由 WS0、 WS1這 2位組成， WS WS0為 0、 0時，輸出的是純正弦波，WS WS0為 0、 1時，輸出的是增強型波， WS WS0為 0時，輸出的是高效型波。 純正弦波可用于靜態(tài)逆變電源， UPS電源和單相交流電機調(diào)速，增強型和高效型可用于三相交流調(diào)速，本系統(tǒng)中， WS WS0為 0、 0，即輸出為純正弦波。 (6)幅值控制 AC是幅值控制位，當(dāng) AC=0時，控制寄存器中的 R相的 幅值就是其他兩相的幅值；當(dāng) AC=1時，控制寄存器中的 R、 Y、 B相分別可以調(diào)整各自的幅值，以適應(yīng)不平衡負載。本系統(tǒng)中我們只使用一相控制信號，所以 AC＝ 0，即 R3為 00H。 (7)看門狗時間常數(shù)設(shè)定 時間常數(shù)由 WD0WD15 這 16位組成，根據(jù)下式 TI Mclkn 1024t f?? 計算出 nTIM值，它的二進制即為時間常數(shù)。當(dāng)每次向控制寄存器寫數(shù)據(jù)時，自動用這個常數(shù)重置看門狗，即叫醒一次，如果單片機失去控制，在指定時間內(nèi)沒有叫醒看門狗，36 則看門狗會立即封鎖輸出。本系統(tǒng)中，不用該功能，所以我們可設(shè)定 R R5值為 0。 綜上所述，各初始化寄存器的編程值為： R0＝ 60H， R1＝ 67H， R2＝ 2EH， R3＝ 00H，R4＝ R5＝ 00H。 初始化寄存器通常在程序初始化時定義，在電源工作期間不應(yīng)該改變它們，如果一定要修改，可先復(fù)位 SA4828 或用控制寄存器中的 INH位來關(guān)斷 SPWM輸出，然后再進行修改。 控制寄存器的作用包括調(diào)制波頻率選擇、調(diào)制波幅值選擇、正反轉(zhuǎn)選擇、輸出禁止位控制、計數(shù)器復(fù)位控制、看門狗選擇、軟復(fù)位控制、控制數(shù)據(jù)仍然是通過 R0∽ R5寄存器輸入并暫存，當(dāng)向 R15 虛擬寄存器寫操作 時，這些數(shù)據(jù)送入控制寄存器。 R0∽ R5各寄存器內(nèi)容如表 3所示。 (1)調(diào)制波頻率選擇 調(diào)制波頻率選擇字由 PFS0∽ PFS15這 16位組成，通過下式 ra n g ep o w e r ff P F S65536?? 求得 PFS值，它的二進制數(shù)即是調(diào)制波頻率選擇字，本系統(tǒng)中， fpower=50Hz，frange=122Hz，所以計算得 PFS＝ 26859＝ 68EBH，于是 R0為 0EBH， R1 為 68H。 (2)調(diào)制波幅值選擇 通過改變調(diào)制波幅值來改變輸出電壓有效值，達到改變輸出電壓的目的。調(diào)制波幅值是借助于 8位幅值選擇字（ RAMP、 YAMP、 BAMP）來實現(xiàn)的，每一相都可以通過計算下式 p o w e r AA 1 0 0255?? 求出 A值，它的二進制數(shù)即為幅值選擇字（即 RAMP或 YAMP或 BAMP）。式中的 Apower37 就是調(diào)壓比。 (3)正反轉(zhuǎn)選擇 正反轉(zhuǎn)選擇位 F/R 控制三相 PWM輸出的相序。 FR 0? 時正轉(zhuǎn)，相序是 RYB，F(xiàn)R 1? 時反轉(zhuǎn)，相序為 BYR。正反轉(zhuǎn)期間輸出波形連續(xù)，本系統(tǒng)中，我們選擇 FR 0? ，即正轉(zhuǎn)。 (4)輸出禁止位控制 輸出禁止位 INH ，當(dāng) INH 0? 時，關(guān)斷所有 SPWM信號輸出。本系統(tǒng)中我們置 INH為 1，開通所有的 SPWM 信號輸出。 (5)計數(shù)器復(fù)位控制 計數(shù)器復(fù)位位 CR ， CR 0? 時，使內(nèi)部的相計數(shù)器置為 0（ R相），失去了正常的頻率控制，輸出固定占空比 ()的 PWM波，本系統(tǒng)中 ，我們置該位為 1 (6)看門狗選擇 看門狗選擇位 WTE，當(dāng) WTE＝ 1時，使用看門狗功能。本系統(tǒng)中我們置該位為 0，即不使用看門狗功能。 (7)軟復(fù)位控制 RST是軟復(fù)位位，它與硬復(fù)位 /RST有相同的功能，高電平有效。本系統(tǒng)中我們置該位為 0，即不使用軟復(fù)位功能。 綜上所述，各控制寄存器編程值為： R0＝ 0EBH， R1＝ 68H， R2＝ 06H， R＝ R5＝ 00H，R3則根據(jù)系統(tǒng)控制程序來設(shè)定。附錄一是該片的編程例子程序。 IGBT 驅(qū)動電路 EXB841 IGBT驅(qū)動電路的要求 驅(qū)動電路的要求與 IGBT的特性密切相關(guān)，設(shè)計門極驅(qū)動電路時，應(yīng)特別注意開通特性、負載短路能力和 dUce/dt引起的誤觸發(fā)等問題。正偏置電壓 GEU 增加，通態(tài)電壓下降，開通能耗 Eon 也下降，分別如圖 314 所示。由圖中還可看出，若＋ GEU 固定不變時，導(dǎo)通電壓將隨集電極電流增大而增高，開通損耗將隨結(jié)溫而升高。 38 負偏電壓－ GEU 直接影響 IGBT的可靠運行，負偏電壓增高時漏極浪涌電流明顯下降，對關(guān)斷能耗無顯著影響 ，－ GEU 與集電極浪涌電流和關(guān)斷能耗 OffE 的關(guān)系分別如圖 315所示。 門極電阻 GR 增加，將使 IGBT 的開通與關(guān)斷時間增加；因而使開通與關(guān)斷能耗均增加。而門極電阻減小，則又使 di/dt 增大，可能引發(fā) IGBT誤導(dǎo)通，同時 39 RG上的損耗也有所增加。具體關(guān)系如圖 316所示。由上述不難得知： IGBT的特性隨門極驅(qū)動條件的變化而變化，就像 GTR的開關(guān)特性和安全工作區(qū)隨基極驅(qū)動變化而變化一樣，但是 IGBT所有特性不能同時最佳化。 對驅(qū)動電路的要求可歸納如下： ① IGBT是電壓驅(qū)動，具有一個 ∽ 的閾值電壓，有一個容性輸入阻抗，因此 IGBT對柵極電荷集聚較敏感，故驅(qū)動電路必須很可靠，要保證有一條低阻抗的放電回路，即驅(qū)動電路與 IGBT的連線要盡量短。 ②用內(nèi)阻小的驅(qū)動源對柵極電容充放電，以保證柵極控制電壓 UGE 有足夠的前后沿，使 IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外， IGBT開通后，柵極驅(qū)動源應(yīng)能提供足夠的門極電壓，使 IGBT不致退出飽和而損壞。 ③ 驅(qū)動電路要能傳遞幾十 KHz的脈沖信號。 ④驅(qū)動電平＋ UGE 也必須綜合考慮。＋ GEU 增大時， IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降，但負載短路時的 Ic增大， IGBT能承受短路電流的時間減少，對其安全不利，因此在有短路過程的設(shè)備中 GEU 應(yīng)選得小些，一般選 1215V。 ⑤在關(guān)斷過程中，為了盡快抽取 PNP管中的儲存電荷，需施加一負偏壓 GEU ，但它受 IGBT的 G、 E間最大反向耐壓限制，一般取 2∽ 10V。 ⑥在大電感負載下， IGBT的開關(guān)時間不能太短，以限制 di/dt所形成的尖峰電壓，確保 IGBT的安全。 ⑦驅(qū)動電路與控制電路要嚴(yán)格隔離。 40 ⑧ IGBT的柵極驅(qū)動電路應(yīng)盡可能簡單實用，最好自身帶有對 IGBT 的保護功能，并有較強的抗干擾能力。 ⑨ IGBT屬壓控器件，當(dāng)集射間有高電壓時，很容易受外界干擾，使柵射電壓超過 GE(TH)U ，引起器件