基于8098单片机的SPWM生成及控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第2期(总第147期)机械工程与自动化No．22008年4月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NApr．文章编号：1672—6413(2008)02—0176—02基于8098单片机的．SPWM生成及控制陈言付(池州职业技术学院，安徽池州247000)摘要：介绍了SPWM产生的几种常用方法，详细分析了利用等面积法由8098单片机产生SPWM的工作原理，并且给出了其软件流程和硬件结构，具有一定的实用价值。关键词：8098单片机；S

2、PWM波形；变频调速中图分类号：TP368．1文献标识码：A0引言矩形脉冲代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等份的变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是中点重合，这样，由Ⅳ个等幅而不等宽的矩形脉冲所目前运用最广泛且最具有发展前途的调速方式。随着电构成的波形就与正弦半波等效，显然这一系列脉冲波力电子技术的发展，特别是可关断晶闸管GT0、电力晶形的宽和开关时刻可以严格地用数学方法计算得到。体管GTR、绝缘门极晶体管JGBT、MOS晶闸管及MTC等具有自关断能力全控功率元件的发展，以及控制单元从分离元件发展到大规模数字集成电路并采用微机控制

3、，从而使变频装置的快速性、可靠性及经济性不断提高，变频调速系统的性能也得到不断完善。正弦波脉宽调制(SPwM)技术在变频器中得到广泛的应用，SPwM变频器一次完成调压调频，整流(a)自然取样法(b)规则取样法器无需控制，简化了电路结构，而且由于以全波整流代替了相控整流，因而提高了输入端的功率因数，减图1常用SPWM算法小了高次谐波对电网的影响，是变频器的发展主流。图2为等效面积SPWM算法，在区间[￡，￡+]1SPWM波形成的方法上正弦波面积为，则有：1．1常用算法比较SMUsinwtdtI一×sI一×sr=昔×sI：×UUsIcosto

4、t——微机控制的SPWM算法有多种，常用的有自然取cosw(t—}_At)l。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)样法和规则取样法，见图1。自然取样法采用计算的方其中：M为调制深度；U为直流电源电压；r．O为逆变法寻找三角载波(，与参考正弦波的交点作为开器输出正弦交流电角频率。关值以确定SPWM的脉冲宽度。这种方法误差小、精对应的图中脉冲面积S。为：度高，但是计算量大，难以做到实时控制，用查表法S。一XUs。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)将占用大量内存，调速范围有限，一般不采用。规则其中：为脉冲宽度。将正弦信号的正半周Ⅳ等份，则取样法采用近似

5、求和交点的方法，通过两个三每份为／N弧度，由图2可知脉冲高度为U，则第i角波峰之间中线与的交点作水平线与两个三角波份正弦波面积与对应的第个SPWM脉冲面积相等，分别交于点和B点，由交点确定SPWM的脉宽。这解得：种方法的计算量相对自然取样法小得多，但存在一定误差。[cOs⋯s]一[c0s一1．2等效面积法把一个正弦半波分为Ⅳ等份，每一等份的正弦衄COS——一J。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯()]。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3一)线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相同的等高其中：K为N次采样中的第K次采样；f为逆变器输收稿日期：2007—09—

6、10；修回日期：2007—12—12作者简介：陈言付(1971一)．男，安徽池州人．讲师．本科。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com2008年第2期陈言付：基于8098单片机的SPWM生成及控制·177·出正弦交流频率。8098单片机具有丰富的硬件资源，如中断系统、IGBT的开启时刻按以下公式计算：软件定时器、HSI／HSO口等，具有较强的软件处理能一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”力和较高的运算速度，很适合作为高性能交流变频调。(4)速系统核心器件使用。本文介绍的SPWM的生成方法IGBT的关断时刻为To

7、及控制具有很广泛的应用前景。f=。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．(5)／’一＼．＼．tt+ZIt_f1几r]门几．图3SPWM中断服务程序流程图图2等效面积SPWM算法2SPWM的软件实现(1)可事先将余弦值作表存储在EPROM2764中，脉冲宽度的计数采取查表与计算机处理相结合的五_方式。设余弦表格中第个数为D(Dj—COS)，则SPWM波形中第i个脉冲宽度为：M(D—Di+1)o===——厂。(2)由于SPWM算法采用等面积法，在每个调制波周期中的脉冲是对称的，因此脉冲前沿和后沿的宽度在一个周期内仅计算一次即可，故每一个SPWM周期中断一次。图4

8、脉冲宽度计算子程序流程图(3)调制波周期(一1／(Nf))可由软件定时￡，器2提供。键键盘<==盘SPWM中断服务程序流程见图3，脉冲宽度计算I极性变换{===：>l。RoM2764子程序流程