【正文】 啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)化 MOV R2,20H 。=0,且指向通道0 MOV R7,08H 。RST = 1 SAMPLE: MOV R1,AOH 。頻率幅值為80 %MOVX R0, ，AMOV R0, ， 0FBH 。設(shè)定調(diào)制頻率MOVX R0, ，AMOV R0, ， 0FA H 。設(shè)定調(diào)制頻率MOVX R0, ，A；MOV R0, ， 0F9H 。放數(shù)值MOV R0, ， 0F8H 。放數(shù)值MOV R0, 0FCH 。暫存器R2 地址MOV A, 35H 。設(shè)定調(diào)制波、載波頻率MOVX R0, A 。放數(shù)值MOV R0, 0F9H 。暫存器R0 地址MOV A , 0E2H 。SETTRIP=0 SETB P1. 0 。CS=0CLR P1. 2 。設(shè)置INT0為最高優(yōu)先中斷級(jí)，其他未低優(yōu)先級(jí) MOV IE,83H 。開機(jī)時(shí)使單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)封鎖 MOV TCON,05H 。數(shù)據(jù)首地址暫存單元（低8位）ORG 0000HSJMP BEGINORG 0003HAJMP INT0 。頻率給定單元PNTH EQU 21H 。 特種逆變電源系統(tǒng)程序。參 考 文 獻(xiàn)［1］劉鳳君．現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2006．［2］葉斌．電力電子應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2006．［3］王兆安，黃俊．電力電子技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．［4］謝運(yùn)祥，歐陽森．電力電子單片機(jī)控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．［5］ 梁玉紅，黃曉林．基于SA8282三相逆變電源的研制[J]．微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（102）．［6］韓順鋒．基于SA8382的單相SPWM設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．艦船電子工程，2008，11（82）．［7］夏衛(wèi)峰，林立，甘鵬．單片機(jī)與SA4828控制的SPWM變頻電源[J]．微計(jì)算機(jī)信息，2008，24（112）．［8］李華，王思明，張金敏．單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2001．［9］陳國呈．PWM變頻調(diào)速及軟開關(guān)電力變換技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．［10］張穎超．高精度三相PWM波形產(chǎn)生器SA4828在逆變器中的應(yīng)用[J]．國外電子元器件，2003，9（104）．［11］陶永華．新型PID控制及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．附錄A 系統(tǒng)控制原理圖附錄B 系統(tǒng)主主電路及輔助電源電路圖附錄C 系統(tǒng)主程序及子程序。本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)及三相PWM集成電路SA8282 來進(jìn)行設(shè)計(jì)因而其控制電路大為簡化，器件減少,結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)也進(jìn)一步降低了成本，提高了可靠性。圖54 輔助電源部分電路結(jié) 論 設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)與SA8282 三相脈寬調(diào)制波發(fā)生器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電路采用EXB840模塊，使輸出波形為正弦波，采用數(shù)字PI調(diào)節(jié)，提高了穩(wěn)態(tài)輸出電壓的精度和穩(wěn)定性，系統(tǒng)最后實(shí)現(xiàn)了DC550V轉(zhuǎn)換為AC380/50Hz的設(shè)計(jì)要求。無過流/短路保護(hù), 輸出電壓穩(wěn)定度不夠高，輸出紋波比穩(wěn)壓產(chǎn)品大，容性負(fù)載能力差。該電源效率高,可靠性高,體積特別小, 耐沖擊,隔離特性好,溫度范圍寬。機(jī)車接觸網(wǎng)上直流550V經(jīng)DC－DC電源模塊LS03變?yōu)橹绷?4V，該+24V直流電壓經(jīng)廣東金升陽科技有限公司生產(chǎn)的DC－DC電源模塊DS1W系列芯片，得到穩(wěn)定的+5V和+20V直流電壓。電路由DC—DC電源模塊構(gòu)成線性電源。這種軟件、硬件保護(hù)提高了系統(tǒng)保護(hù)的可靠性。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過壓或過流時(shí)，該電路將封鎖逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以保護(hù)IGBT，同時(shí)產(chǎn)生單片機(jī)的中斷信號(hào)，響應(yīng)中斷后將轉(zhuǎn)入故障處理和報(bào)警顯示。 軟件保護(hù) 軟件保護(hù)CPU可以應(yīng)硬件電路送來的保護(hù)要求執(zhí)行關(guān)機(jī)，也可以根據(jù)自身的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立判斷。 當(dāng)IGBT已經(jīng)開通，發(fā)生短路時(shí)，其承受大電流而退飽和，UCE 上升很快，二極管EPR34－10截至，EXB840引腳6“懸空”，過流保護(hù)電路動(dòng)作，引腳3電位逐漸下降，慢慢關(guān)斷IGBT。同時(shí)，引腳5電位也從20V降低，使光耦合器TPL521導(dǎo)通，輸出過電流信號(hào)，并阻斷了被驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸入。 (2) IGBT正常關(guān)斷時(shí)：輸入引腳14和15無電流流過，光耦合器不通，IGBT柵極通過引腳3迅速放電，電位迅速下降到0V（相對(duì)于引腳1為5V）。引腳1連接IGBT發(fā)射極，由于穩(wěn)壓管作用對(duì)地電位為5V。一旦EXB840 檢測到過流信號(hào),它將迅速向SA8282 發(fā)出高電平保護(hù)信號(hào)，同時(shí)封鎖IGB T 的驅(qū)動(dòng)信號(hào), 并高速切斷電路, 低速關(guān)斷IGBT[10]。4管腳的過流保護(hù)信號(hào)延時(shí)l0 s輸出。圖52 EXB840封裝管腳圖EXB840的引腳功能見表51： 表51 EXB840的引腳功能端子編號(hào)功能 1連接用于反向偏置電源的濾波電容 2電源（+20V） 3驅(qū)動(dòng)輸出 4用于連接外部電容，以防止過流保護(hù)電路誤動(dòng)作5過流保護(hù)輸出 6集電極電壓監(jiān)視 7 、8不接 9電源（0V）10 、11不接 14驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入（） 15驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入（+） 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖53所示：圖53 EXB840內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EXB840的輸入脈沖的最高頻率為40KHZ，輸入電流為l0一l5mA，最大驅(qū)動(dòng)電流為4A，隔離電壓為250OVAC，工作溫度為l0—+85度，供電電壓為+20一+25V。它是EXB系列驅(qū)動(dòng)器中高速、大容量器件之一，集隔離、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)于一身，性能優(yōu)越，充分體現(xiàn)了“最優(yōu)驅(qū)動(dòng)和分散保護(hù)”兩原則。圖419 PI調(diào)節(jié)器的基本特性示意 1 開 始調(diào)用乘法子程序計(jì)算調(diào)用加減法子程序計(jì)算調(diào)用加減法子程序計(jì)算調(diào)用乘法子程序計(jì)算保存結(jié)果調(diào)用加減法子程序計(jì)算返 回 1圖420 PI調(diào)節(jié)算法流程圖5．驅(qū)動(dòng)電路和輔助保護(hù)電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)控制系統(tǒng)的邏輯控制信號(hào)輸出具有足夠驅(qū)動(dòng)能力的開關(guān)信號(hào)，使開關(guān)器件IGBT得到可靠的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而穩(wěn)定工作。當(dāng)時(shí)間t足夠長時(shí)，調(diào)節(jié)電路將達(dá)到飽和狀態(tài)，輸出電壓為。其基本關(guān)系為： （414） 式中 K 為比例增益，為積分時(shí)間。是開 始采樣值開始地址送R0啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)化器采樣值放R0ADC完成？返 回延時(shí)否圖417 采樣子程序否是開始保護(hù)現(xiàn)場讀取故障信號(hào)封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出故障代碼恢復(fù)現(xiàn)場返 回故障？U0？采樣SA8282控制參數(shù)開 始返 回開 始PI 調(diào)節(jié)（b）（a）否是圖418 中斷服務(wù)子程序（a）和減速停車子程序（b）本系統(tǒng)的程序清單見附錄。減速停車程序是為了使逆變電源停止時(shí)實(shí)現(xiàn)頻率和電壓逐漸減少的軟操作化，增加電源的使用壽命。逆變電源控制軟件主要由采樣子程序（圖417）中斷服務(wù)程序和減速停車程序（圖418）三部分組成。輸出禁止允許，INH=1。 最小脈沖寬度需要=10us； 因此，被設(shè)置為10us+=,由式； （411） 我們選擇pdt=46，則寄存器R0的7位字為1010010，寄存器R1的控制字為100010，寄存器R2的控制字為110000。(1) 初始化寄存器程序設(shè)計(jì)電源頻率范圍最大達(dá)250HZ，則需要載波頻率為6KHZ，脈沖刪除時(shí)間10ms和延遲時(shí)間5ms。 （47）A=APM的十進(jìn)制值。電源波形振幅決定于存儲(chǔ)在ROM中8位振幅選擇字AMP的樣例波形的振幅。振幅控制百分比由一下式給出：過調(diào)制振幅= + 100%； （46）為電源振幅；④ 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)選擇三相PWM脈沖輸出波形的相序由正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)選擇位（F/R）控制，事實(shí)上， 當(dāng)F/R從正相序“0”變?yōu)榉聪嘈颉?”時(shí)，SA8282內(nèi)部電源頻率相位計(jì)數(shù)器便從增加相位角到減少相位角，所需輸出波形都在隨著時(shí)間的推移不斷向前/反向變化。② 輸出禁止選擇當(dāng)寄存器R1中的INH位為0時(shí)，則SA8282輸出全為低電平，不會(huì)影響內(nèi)部器件的工作狀態(tài)，當(dāng)INH位由0變?yōu)?時(shí)，可瞬時(shí)獲得PWM脈沖，應(yīng)該注意的是SA8282的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了輸出禁止位于脈沖刪除和脈沖延時(shí)之后，因此開始產(chǎn)生的脈沖要比正常最小脈沖的寬度要短。① 電源頻率選擇電源頻率從初始化寄存器中已定義的電源頻率選擇范圍中的12位電源頻率選擇字PFS中選擇，它將電源頻率等分為4096步，由于電源頻率選擇字PFS由2個(gè)暫存器R0和R1限制，因此當(dāng)改變電源頻率時(shí)，必須在寫入R3之前修改這2個(gè)寄存器的參數(shù)。暫存器R0數(shù)據(jù)格式如圖414所示：PFS7PFS6PFS5PFS4PFS3PFS2PFS1PFS0圖414 暫存器R0數(shù)據(jù)格式其中，PFS7～PFS0是電源頻率選擇字，PFS0為最低位。當(dāng)所有的數(shù)據(jù)裝入這3個(gè)寄存器之后，通過虛擬寄存器R3送入24位的控制寄存器。 （44）(1) 控制寄存器編程 控制寄存器只有再初始化寄存器包含了SA8282基本的工作參數(shù)之后才可以進(jìn)行編程。脈沖刪除電路把實(shí)際的PWM 脈沖寬度和初始寄存器中設(shè)置的脈沖寬度作比較，當(dāng)其寬度小于該脈沖時(shí)，刪除該脈沖。 （43）暫存器R0數(shù)據(jù)格式如圖413所示：CRPDT6PDT5PDT4PDT3PDT2PDT1PDT0圖413 暫存器R0數(shù)據(jù)格式其中，CR位為計(jì)數(shù)器復(fù)位位，PDT6～PDT0是脈沖刪除時(shí)間的選擇字，且PDT6為最高位，PDT0為最低位。③ 脈沖延時(shí)時(shí)間脈沖延時(shí)時(shí)間影響所有6路PWM脈沖輸出，且對(duì)每路輸出脈沖上升及下降沿延遲相等的時(shí)間。表46 m=CFS對(duì)照表FRS110101100011010001000m6432168421可以由下式計(jì)算出最高的調(diào)制頻率：=(/384)m。 （41）式中=時(shí)鐘頻率，=載波頻率；② 電源頻率范圍選擇電源頻率范圍的選擇定義了最高工作頻率，該工作頻率由控制寄存器中的12位工作頻率選擇字來設(shè)定，但不能超過R1的高3位FRS2 ～FRS0范圍。① 載波頻率的選擇載波頻率是外部應(yīng)用的時(shí)鐘頻率和分頻系數(shù)n 函數(shù)，R1中寫入數(shù)據(jù)的最低三位CFS2～CFS0在初始化程序中設(shè)定數(shù)值的選擇見表45。(1) 初始化暫存器編程初始化暫存器中的數(shù)據(jù)先被分別裝入三個(gè)8位暫存器R0～R2中，當(dāng)所有初始數(shù)據(jù)裝入這三個(gè)8位暫存器之后，只要給虛擬寄存器R4送入指令，則數(shù)據(jù)便從R0～R2中送到24位初始化寄存器。是是否否主程序開始單片機(jī)初始化SA8282初始化參數(shù)SA8282控制參數(shù)采 樣U380？過壓、過流？結(jié) 束中斷保護(hù)PI調(diào)節(jié)圖410 主程序流程圖 在軟件的主程序中，SA8282 初始化命令和控制命令的參數(shù)計(jì)算及設(shè)置主要用來確定頻率調(diào)節(jié)范圍、死區(qū)時(shí)間、輸出電壓幅值和中心頻率等。 控制電路軟件設(shè)計(jì) 軟件程序設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變器控制的核心，它決定著逆變器的輸出特性,如電壓、頻率范圍、穩(wěn)定度、諧波含量、保護(hù)功能和可靠性等。脈沖取消電路用于去掉脈沖寬度小于取消時(shí)間的脈沖，以保證最小輸出脈沖寬度大于器件的開關(guān)周期。的完整波形和三相波形，而不需要處理器進(jìn)行處理。的波形瞬時(shí)值。、270176。由于調(diào)制波形關(guān)于90176。往R3 送數(shù)的寫指令用于將數(shù)據(jù)從R0、RR2 傳送到控制寄存器，而往R4 送數(shù)的寫指令則可將數(shù)據(jù)從R0、RR2 傳送到初始化寄存器。由于總線的數(shù)據(jù)寬度被限制在8 位字長，因此要想把數(shù)據(jù)送到一個(gè)24 位寄存器，應(yīng)先分三次分別送到三個(gè)暫存寄存器R0、RR2 中。圖49 SA8282內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)框圖① 命令寄存部分 該部分由總線控制、地址/ 數(shù)據(jù)總線、暫存器R0～R虛擬寄存器R3～R4 及24