【正文】 電平時(shí)，使用地址 /數(shù)據(jù)分開的總線，這時(shí)，地址鎖存引腳ALE接低電平， RS引腳要與一條地址線相連，來(lái)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(shuō)明 RPHB、 YPHB、 BPHB：這些引腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)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(guò)驅(qū)動(dòng)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(gè)輸出都有 12mA的驅(qū)動(dòng)能力，本例中，由于 RPHB和 RPHT各要驅(qū)動(dòng)兩塊驅(qū)動(dòng)電路 EXB841，所以采用如圖 319所示的接法。 TRIP ：該引腳輸出一個(gè)封鎖狀態(tài)，當(dāng) SETTRIP 有效時(shí)， TRIP 為低電平，表示已被封鎖，它有 12mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)一個(gè) 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(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器，它們對(duì)相控邏輯電路進(jìn)行控制。外部時(shí)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(jìn)行比較，自動(dòng)生成 SPWM輸出脈沖，通過(guò)脈沖刪除電路，刪去比較窄 的脈沖，因?yàn)檫@樣的脈沖不起任何作用，只會(huì)增加開關(guān)管的損耗，通過(guò)脈沖延遲電路生成死區(qū)時(shí)間，保證任何橋臂上的兩個(gè)開關(guān)管不會(huì)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路，看門狗定時(shí)器用來(lái)防止程序跑飛，當(dāng)時(shí)間條件滿足時(shí)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(qiáng)型波形和高效型波形，如圖 312所示，每一種波形各 1536個(gè)采樣值，增強(qiáng)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(dòng)機(jī)發(fā)熱，高效型波形又稱帶死區(qū)的三次諧波，它是進(jìn)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(chǔ)的三種波形 寄存器列陣包含 8個(gè) 8位寄存器 R0R5和 R1 R15。其中 R0R5 用來(lái)暫存來(lái)自單片機(jī)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(gè)虛擬的寄存器，物理上不存在。當(dāng)向 R14寫操作時(shí)，實(shí)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(shí)，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(jī)的連接 SA4828與單片機(jī)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(jī)。 AT89C51屬于地址與數(shù)據(jù)總線復(fù)用類的單片機(jī)，因此， SA4828芯片的 MUX引腳接高電平或者懸空不接。通過(guò) 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(lái)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(hào)控制。同時(shí)，連接的控制信號(hào)還有讀、寫信號(hào) RD 和 WR 。 SA4828的片選信號(hào) CS接地，這樣 SA4828的 8個(gè)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(jī)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(shí)，發(fā)光二極 管亮，用來(lái)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(guò)四個(gè) EXB841驅(qū)動(dòng)電路， RPHT 驅(qū)動(dòng)逆變橋的 4號(hào) IGBT，而 RPHB 驅(qū)動(dòng) 3號(hào) IGBT。 SA4828 的編程 1．初始化編程 初始化是用來(lái)設(shè)定與電機(jī)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(shí)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(shí)間常數(shù)設(shè)定。在初始化編程時(shí)， 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(huì)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(guò)下式求出 : c lkC A R R n1ff 5 1 2 2 ?? ? 式中， fclk為時(shí)鐘頻率， n值的二進(jìn)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(guò)下式求得 ： mcarrrange f2f 384?? m值的二進(jìn)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(shí)間設(shè)定 該設(shè)定字是由 PDY0PDY5這 6位組成。脈沖延遲時(shí)間 tpdy通過(guò)下式求得： pdy carr63 pdyt f 512?? ? 35 PDY的二進(jìn)制數(shù)即是脈沖延遲時(shí)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(jìn)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(shí)，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(shí)際輸出的脈寬 =延遲前的脈寬－延遲時(shí)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(shí)際輸出的最小脈寬加上延遲時(shí)間，即 tpdt=實(shí)際輸出的最小脈寬＋ tpdy。 本系統(tǒng)中，實(shí)際輸出 最小脈寬為 2us，則 tpdt=6us+2us=8us，計(jì)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(shí)，輸出的是純正弦波，WS WS0為 0、 1時(shí)，輸出的是增強(qiáng)型波， WS WS0為 0時(shí)，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(jī)調(diào)速，增強(qiáng)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(shí)，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(shí)，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(fù)載。本系統(tǒng)中我們只使用一相控制信號(hào)，所以 AC＝ 0，即 R3為 00H。 (7)看門狗時(shí)間常數(shù)設(shè)定 時(shí)間常數(shù)由 WD0WD15 這 16位組成，根據(jù)下式 TI Mclkn 1024t f?? 計(jì)算出 nTIM值，它的二進(jìn)制即為時(shí)間常數(shù)。當(dāng)每次向控制寄存器寫數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)用這個(gè)常數(shù)重置看門狗，即叫醒一次，如果單片機(jī)失去控制，在指定時(shí)間內(nèi)沒有叫醒看門狗，36 則看門狗會(huì)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(shí)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(lái)關(guān)斷 SPWM輸出，然后再進(jìn)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(jì)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(guò) R0∽ R5寄存器輸入并暫存，當(dāng)向 R15 虛擬寄存器寫操作 時(shí)，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(guò)下式 ra n g ep o w e r ff P F S65536?? 求得 PFS值，它的二進(jìn)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(jì)算得 PFS＝ 26859＝ 68EBH，于是 R0為 0EBH， R1 為 68H。 (2)調(diào)制波幅值選擇 通過(guò)改變調(diào)制波幅值來(lái)改變輸出電壓有效值，達(dá)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(lái)實(shí)現(xiàn)的，每一相都可以通過(guò)計(jì)算下式 p o w e r AA 1 0 0255?? 求出 A值，它的二進(jìn)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(shí)正轉(zhuǎn)，相序是 RYB，F(xiàn)R 1? 時(shí)反轉(zhuǎn)，相序?yàn)?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(shí)，關(guān)斷所有 SPWM信號(hào)輸出。本系統(tǒng)中我們置 INH為 1，開通所有的 SPWM 信號(hào)輸出。 (5)計(jì)數(shù)器復(fù)位控制 計(jì)數(shù)器復(fù)位位 CR ， CR 0? 時(shí)，使內(nèi)部的相計(jì)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(shí)，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(lái)設(shè)定。附錄一是該片的編程例子程序。 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路 EXB841 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的要求 驅(qū)動(dòng)電路的要求與 IGBT的特性密切相關(guān)，設(shè)計(jì)門極驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，應(yīng)特別注意開通特性、負(fù)載短路能力和 dUce/dt引起的誤觸發(fā)等問(wèn)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(shí)，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(fù)偏電壓－ GEU 直接影響 IGBT的可靠運(yùn)行，負(fù)偏電壓增高時(shí)漏極浪涌電流明顯下降，對(duì)關(guān)斷能耗無(wú)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(shí)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(shí) 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(dòng)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(dòng)變化而變化一樣，但是 IGBT所有特性不能同時(shí)最佳化。 對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求可歸納如下： ① IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)，具有一個(gè) ∽ 的閾值電壓，有一個(gè)容性輸入阻抗，因此 IGBT對(duì)柵極電荷集聚較敏感，故驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路與 IGBT的連線要盡量短。 ②用內(nèi)阻小的驅(qū)動(dòng)源對(duì)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(dòng)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(dòng)電路要能傳遞幾十 KHz的脈沖信號(hào)。 ④驅(qū)動(dòng)電平＋ UGE 也必須綜合考慮。＋ GEU 增大時(shí)， IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降，但負(fù)載短路時(shí)的 Ic增大， IGBT能承受短路電流的時(shí)間減少，對(duì)其安全不利，因此在有短路過(guò)程的設(shè)備中 GEU 應(yīng)選得小些，一般選 1215V。 ⑤在關(guān)斷過(guò)程中，為了盡快抽取 PNP管中的儲(chǔ)存電荷，需施加一負(fù)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(fù)載下， IGBT的開關(guān)時(shí)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(dòng)電路與控制電路要嚴(yán)格隔離。 40 ⑧ IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單實(shí)用，最好自身帶有對(duì) IGBT 的保護(hù)功能，并有較強(qiáng)的抗干擾能力。 ⑨ IGBT屬壓控器件，當(dāng)集射間有高電壓時(shí)，很容易受外界干擾，使柵射電壓超過(guò) GE(TH)U ，引起器件