【正文】 復用。 圖47 AT89C51與ADC809接口電路圖 SPWM波形生成電路SPWM波形主要由SA8282芯片生成，它采用28 腳DIP 封裝。WR(R/ W) 、RD(DS) 、ALE(AS) ： 此三個引腳為Intel (MOTOROLA) 控制模式；SA8282 在工作時可自動適應Intel 或MOTOROLA 控制模式，當ALE(AS) 管腳變?yōu)楦唠娖綍r， SA8282 內部檢測電路將自動鎖存RD(DS) 線上的狀態(tài)，如果檢測結果為低電平，則采用MOTOROLA 控制模式；如果檢測結果為高電平，則采用Intel 控制模式。CS：片選輸入，該控制線可使SA8282 與其它外圍接口芯片共享同一組總線。TRIP：輸出封鎖狀態(tài)指示，用于表明輸出是否被鎖存，低電平有效。WSS：波形采樣同步端口；ZPPB、ZPPY、ZPPR：分別是三相信號的零相位脈沖輸出端。VDD：+ 5V 偏置電源。其全數字化的脈沖輸出具有很高的精度和穩(wěn)定性。電路的載波頻率、調制頻率、調制比、最小脈寬、死區(qū)時間等工作參數均可直接通過軟件設定，而不需要任何外接電路，從而降低了硬件成本。(2) SA8282 工作原理 SA8282的工作原理如圖49所示，它主要包括初始化命令和控制命令寄存部分、從ROM中讀取及產生PWM調制波形部分以及三相輸出控制電路等三個功能部分。該部分在工作時，應首先進行初始化(從微處理器向初始化寄存器和控制寄存器輸入控制字，進行系統(tǒng)參數設置) ， 然后由微處理器向兩個24 位寄存器輸入命令字，這兩個寄存器分別被稱為初始化寄存器和控制寄存器。而數據由暫存寄存器R0、RR2 送到初始化寄存器或控制寄存器是通過虛擬寄存器RR4 的送數寫指令來實現的， RR4 實際上不存在，它們只在指令中出現。② 讀取及產生PWM調制波形部分 該部分由地址發(fā)生器、波形ROM及相位和控制邏輯構成。、180176。對稱，所以波形ROM中僅保存了0～90176。工作時，SA8282 可根據地址發(fā)生器的信號直接從波形ROM中讀取波形數據，然后通過相位控制邏輯將其組成0～360176。③ 三相輸出控制電路SA8282 中的每相輸出控制電路均由脈沖取消和脈沖延時電路構成。延時電路可保證死區(qū)間隔，其作用是在改變任一相中兩個開關器件的狀態(tài)時提供一個較短的延遲時間，以使這段時間里的兩個開關都處于關狀態(tài)，從而防止在轉換瞬間橋臂開關元件出現共通(兩個開關在狀態(tài)轉換期間造成直通短路) 現象[9]。圖410為本系統(tǒng)的主程序流程框圖。 主程序的主要作用是初始化單片機的工作方式，并讀入逆變電源輸出頻率給定編碼，當給定頻率發(fā)生變化時，其編碼值會隨之變化，此時置頻率變化標志。暫存器R1數據格式如圖411所示：FRS2FRS1FRS0 CFS2CFS1CFS0圖411 暫存器R1數據格式其中，FRS2～FRS0為頻率范圍，FRS0為最低位，FRS2為最高位；而CFS2～CFS0為選擇載波頻率，CFS0為最低位，CFS2為最高位，為任意值。表45 n=CFS對照表CFS101100011010001000n32168421分辨系數n由下式計算： =/512n。工作頻率范圍是由載波頻率和乘積因子m的函數，表4－6給出了n的取值與FRS2 ～FRS0的對應關系，表中m為與二進制數FRS所對應的十進制數。 （42） —調制頻率范圍；暫存器R2數據格式如圖412所示：PDY5PDY4PDY3PDY2PDY1PDY0圖412 暫存器R2數據格式其中，兩位為無效位，可為任意值，而PDY5～PDY0是脈沖延時時間的選擇字，且PDY5為最高位，PDY0為最低位。脈沖延時時間是載波頻率和pdy的函數，決定于6位脈沖延遲時間選擇字(PDY)，pdy的選擇可由表47得出：表47 pdy—PDY對照表PDY111111111110……000000pdy12……64 脈沖延時時間可由下式計算： =pdy/512。④ 脈沖刪除時間真正的PWM脈沖是通過脈沖刪除電路刪除過短的脈沖而得。脈沖刪除時間是由載波頻率和pd的函數，決定于7位脈沖刪除時間選擇字(PDT)，pd的選擇可由表48得出：表48 pdt—PDT對照表PDY111111111110……000000pdy12……128 脈沖刪除時間可由下式計算： =pdt/512。像初始化寄存器一樣，控制寄存器的數據被裝入3個8位暫存器R0～R2。所有3個暫存器的修改必須在送入R3之前，以確保數據傳送到控制器執(zhí)行。暫存器R1數據格式如圖415所示：F/ROMINHPFS11PFS10PFS9PFS8圖415 暫存器R1數據格式其中，F/R為正轉/反轉：0=正轉，1=反轉，OM為過調制位：0=禁止，1=允許，INH為禁止輸出位：0=禁止輸出，1=允許輸出，PFS11～PFS8是電源頻率選擇字的8～11位，PFS11為最高位，為任意值。電源頻率由下式計算： =（/4096） ； （45）為十二位PFS字，為初始化寄存器中定義的電源頻率選擇范圍。③ 過調制選擇OM是過調制選擇位，事實上，位與第九位（最高位）的振幅字控制著波形的100%～200%的輸出。暫存器R2數據格式如圖416所示：AMP7AMP6AMP5AMP4AMP3AMP2AMP1AMP0圖416 暫存器R2數據格式其中，AMP7～AMP0為振幅選擇字，AMP7為最高位，AMP0為最低位。振幅控制百分比由下式給出：電源振幅=(A/255)100%。（），這個時鐘頻率允許最高的載波頻率24KHZ和最大的電源頻率4KHZ。① 設置載波頻率由式： （48） 知寄存器R1中的3位CFS為010.② 設置電源頻率范圍由式： （49） 知寄存器R1中的3位FRS為100.③ 設置脈沖延時時間由式： （410） 我們取pdy=16，知寄存器R2中的6位PDY字為110000. ④ 設置脈沖刪除時間 脈沖刪除時間的設置要考慮脈沖延時時間，實際輸出的PWM最小脈寬等于脈沖刪除時間減去脈沖延時時間。(1) 控制寄存器程序設計① 設置電源頻率電源頻率從0HZ到中選擇，由； （412） 我們取pfs為819，則暫存器R0和R1中12位PFS字為110011001100.② 設置過調制，正轉/反轉，輸出禁止過調制不需要，OM=0；正轉，F/R=0。③ 設置電源波形幅值由： （413） 因此，知寄存器R0的控制字為01100110，寄存器R1的控制字為0010110，寄存器R2的控制字為11001100。中斷服務程序主要完成對過電壓、電流的保護，當有故障中斷請求信號發(fā)生時，單片機響應中斷并再次查詢是否有中斷發(fā)生，若確認有故障，則封鎖驅動信號，并輸出故障代碼。采樣子程序是用來采樣輸出變壓器上電流和電壓的變化，進一步通過單片機的處理，閉環(huán)調節(jié)使逆變電源的精度更高。 PI調節(jié)器比例一積分調節(jié)網絡簡稱PI調節(jié)器，其輸出信號與輸入信號的關系既有比例放大，也有積分的特性。 當比例一積分調節(jié)電路輸入為單位階躍信號時，其輸出為： （415） 可見， 比例一積分調節(jié)電路的單位階躍響應是條起始值為K 的直線，其輸出電壓不會立即變得很大，而是隨著時間的推移而增加，這樣就能保證系統(tǒng)平穩(wěn)工作。如圖419所u 10u00 10KPt0t 10KPTie10 10t01t 10示，其算法流程圖如圖420所示。驅動電路如圖51所示：圖51 逆變系統(tǒng)的驅動電路IGBT的柵極驅動方法很多，為了減小體積，降低噪音改善驅動性能，快速保護我們采用集成的IGBT驅動器，本方案中采用的是日本富士公司推出的混合合式集成化IGBT專用驅動模塊EXB840。其封裝管腳圖如52所示。在下圖中二極管ERA34—10即可檢測IGBT的飽和壓降，送到EXB84l的6管腳，從而判斷是否過流，用來完成過流保護功能。 SA8282 輸出的PWM 信號經驅動模塊EXB840 可直接驅動IGB T ,且隔離性能好,抗干擾能力強,同時具有過流檢測及電路關斷等功能。EXB840驅動IGBT的工作原理：(1) IGBT正常開通時：當引腳14與15由10mA電流流過時，光耦合器導通，引腳3輸出電位相對于地為20V。故UGE =205=15V。故UGE＝5V (3) 過流保護電路：當IGBT已經開通，發(fā)生短路時，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”，過流保護電路動作，引腳3電位逐漸下降，慢慢關斷IGBT。 保護電路的設計 硬件保護 硬件保護通過電流和電壓互感器對逆變器輸出進行監(jiān)測，EXB84 1對IGBT的過流過壓情況監(jiān)控，一旦受控對象異常，關機信號直接通過SA8282的SETTRIP端關閉PWM輸出，并送往CPU處理。同時，引腳5電位也從20V降低，使光耦合器TPL521導通，輸出過電流信號，并阻斷了被驅動信號的輸入。 由于IGBT過載能力低，系統(tǒng)設計了過壓和過流保護電路。故障中斷服務程序將產生SPWM 信號的高速輸出口全部清零，從軟件上封鎖了IGBT的驅動信號。 輔助電源部分 該部分電路如圖54所示。這部分電路的作用是給逆變電源的數字電路提供+20V和+5V的工作電壓。LS0DS1W系列芯片是廣東金升陽科技有限公司生產的專門針對線路板上分布式電源系統(tǒng)中需要產生一組與輸入電源隔離的雙輸出電源的應用場合而設計的。國際標準引腳方式, 阻燃封裝(UL94V0), 自然冷卻，無需外加散熱片, 無需外加元件可直接使用, 可直接焊在PCB板上。在電路中，20V直流電分別引入101010104，5V引入AT89C5SA828ADC0809和EXB840的+5V電源接口中。SA8282 為控制芯片的逆變電源結構簡單，極大的方便了生產。由于時間的倉促，系統(tǒng)的軟件算法還需要進一步的優(yōu)化，使系統(tǒng)的精度和性能更加穩(wěn)定，以滿足不同的需求場合。******************************Start of the Program******************************。****************************************************************************FREQ EQU 20H 。數據首地址暫存單元（高8位）PNTL EQU 22H 。INT0用于逆變器異常保護ORG 0030HBEGIN: MOV SP,30H 。設置INT0為跳變觸發(fā)方式 MOV IP,01H 。開放INT0中斷允許 CLR P1. 1 。RST=0 CLR P1. 3 。TRIP=1MOV R0, 0F8H 。設定脈沖取消時間MOVX R0, A 。暫存器R1 地址MOV A, 0A5H 。放數值MOV R0, 0FAH 。設定K= 10 ,td = 70usMOVX R0, A 。暫存器R4 地址MOVX R0, A 。暫存器R0 地址MOV A,， 63 。暫存器R1 地址MOV A, ， 26 。暫存器R2 地址MOV A, ， CCH 。暫存器R3 地址MOVX R0, ，ASETB P1. 2 。置數據區(qū)首址 MOV DPTR,7FF8H 。置通道數LOOP: MOVX DPTR,A 。延時查詢DELY: DJNZ R2,DELY