一种新型spwm中频电源的研制

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1、一种新型SPWM中频电源的研制

2、第1摘要：介绍基于PIC16C73和SA838的SP中频逆变电源数字化控制系统，并对SA838的工作特点及工作原理以及单片机控制电路、隔离驱动电路、保护及抗干扰措施等作了详细介绍。1引言为适应野外工作的需要，我们力求研制一种体积小、500)this.style.ouseg(this)">重量轻、可靠性高的中频电源。逆变器采用MICROCHIP公司的PIC16C73作为CPU，单相SP波形发生器SA838产生SP波形，富士混合集成驱动电路EXB840构成隔离驱动保护电路，主电路采用高压整流模块和IGBT模

3、块，组成高效智能的逆变电源。全系统简洁明了，维修便捷，具有实用价值。逆变电源载波频率20kHz，交流输入三相160V～260V，交流输出单相115±2V，频率400Hz，功率2k，内置看门狗。2.3SP波形发生器常规的脉宽调制技术多通过模拟电路实现，线路复杂，温度稳定性欠佳，而后出现的数字化电路则依据预想的数学模型数据查表进行控制，控制精度受写入ROM的数据结构影响。以上方法皆调试繁琐，工作量较大。SA838是MITEL公司专为单相逆变电路设计的SP波形发生器，尤其与CPU组成的系统操作数字化，抗干扰能力强，接口简单，通用性好。在电路

4、不变的情况下，通过软件修正，就可改变逆变器的性能指标，大大提高了调试效率，降低了产品成本。2.4隔离驱动电路采用富士混合集成电路EXB840，500)this.style.ouseg(this)">由于其直接驱动能力不足，且容易使IGBT误导通，为使IGBT正常可靠地工作，必须增加一级互补驱动和提高负压。2.5逆变器主电路为防止逆变器工作时产生的电磁干扰影响其它设备，特设置LC滤波器。输入的三相电压通过三相整流模块，经过两只电解电容滤波供给半桥逆变器。为限制合闸瞬间的冲击电流，整流模块和电容之间串联了100Ω电阻，合闸5s后通过继电器

5、短路该电阻。2.6显示及报警显示系统运行时关键参数数值，提示系统工作状态。由LED及相关仪表组成。3SA838的结构和工作原理SA838采用MOTEL总线标准，易与大部分微处理器接口连接，运行参数一旦设定完毕，仅当需改变方式时，才需CPU介入，使用十分方便。3.1管脚说明SA838为20脚双列直插或扁平小外形封装。图2为SA838管脚标示。500)this.style.ouseg(this)">(1)MOTEL微机接口总线，其中AD0～AD7数据／地址线复用，INTEL模式中，ALE信号下降沿锁存地址，otorola模式中，地址由AS

6、下降沿锁存，数据由DS下降沿写入，片选CS供选通用，CLK为控制时钟输入。(2)SP波形输出口，由PT和PB组成。(3)单相SP输出及控制通道，主要包含：1）自动紧急保护关断口SETTRIP2）输出状态指示3）复位端口4）电源VDD为＋5V电源端，Vss为接地端3.2功能特点(1)全部数字化操作，输出波形精度高，温度稳定性好，抗干扰能力强。(2)工作频率范围宽。三角波载频率最高可选择至24kHz(当时钟频率为12.288MHz时)调制频率精度高达12位。(3)工作方式灵活。SA838极易与CPU接口连接，其工作参数：载频率、调制频率、

7、输出幅值、脉冲取消时间、脉冲延迟时间等等，都可通过CPU很方便地写入，并只在需改变工作方式时才刷新。3.3内部结构图3为SA838的内部结构框图，SA838主要由三部分组成。(1）接收存储处理命令单元：由总线及其控制、寄存器R0～R4，24位初始化寄存器，24位控制寄存器组成。500)this.style.ouseg(this)">(2)SP波形发生器：由地址发生器、波形ROM和相位控制逻辑组成。(3)输出通道及其保护单元：由脉冲取消、脉冲延时和关闭锁定组成。3.4工作原理SA838通过RST复位后，将微处理器传送的各种预置参数通过寄

8、存器R0－R4分别写入24位初始化寄存器和24位控制寄存器，初始化寄存器中的内容一经设置，运行中不能再改变，而控制寄存器中的内容则可跟踪控制对象的运行状况随时调整。波形ROM只存有0°～90°的波形幅值，由于正弦波四象限的对称关联性，SA838通过相位逻辑控制，根据CPU预置参数值，即可产生所需的0°～360°波形，再经过脉冲取消电路以过滤干扰脉冲，通过脉冲延时电路加入死区时间，最终两路TTL电平的互补P波形输出。3.5控制方式根据文献1确定SA838相关工作参数后，依图4编程。3.6CPU对SA838工作时序控制依照严格的时序进行控

9、制，关系到SA838能否可靠地接收CPU指令，对于SA838诸信号端口，工作流程如图5。必须强调的是：SA838对时钟信号的强弱较敏感，依附CPU内部时钟电路产生的时钟信号根本不能使SA838工作，必须用独立构造的外部振