SPMC75系列单片机的高性能三相变频电源设计
发布时间:2008/5/26 0:00:00 访问次数:524
    
    1 引 言
    变频电源是一种电源变换设备,因具有输出波形纯正、输出电压稳定、输出频率和输出电压可调等优点。其良好的性能,在传感、仪器仪表、工业控制等领域有广泛应用。本文主要介绍利用spmc75f2413a和ipm(ps21865a)实现高性能三相变频电源的开发。
    2 芯片特性简介
    spmc752413a是μ’nsp?系列产品的一个新成员,是凌阳科技新推出的专用于变频驱动的16位微控制器。其拥有性能出色定时器和pwm信号发生器组。
    spmc75f2413a在4.5v~5.5v工作电压范围内的工作速度范围为0~24mhz,拥有2k字sram和32k字闪存rom;最多64个可编程的多功能i/o端口;5个通用16位定时器/计数器(其中有二个电机驱动专用pwm波形发生器,二个位置侦测接口定时器),且每个定时器均有pwm发生的事件捕获功能;2个专用于定时可编程周期定时器;可编程看门狗;低电压复位/监测功能;8通道10位模-数转换。在这些硬件外设的支持下spmc75f2413a可以方便实现各种变频系统。spmc75f2413a的特性如下:
    
    
    3 系统总体方案介绍
    本高性能三相变频电源系统主要由凌阳16位单片机spmc75f2413a、三凌的ipm功率模组芯片ps21865a组成,系统框图如图 3-1。
    
    
    图 3-1系统框图
    这个系统的功能:
    (1) 系统运行参数可调化,以适应不同应用的需要调整系统的输出频率和输出电压;
    (2) 拥有实时的信息和状态显示,主要用于当前系统的状态信息显示和人机接口的一部分;
    (3) 带有系统参数设置和控制用的键盘;
    (4) 完备的系统保护功能,在系统异常时保护系统不受损坏;
    系统工作流程:
    spmc75f2413a接收根据设置来自键盘或是通信接口的控制信息产生相应的spwm驱动信号,信号经ps21865a功率变换后、输出滤波和输出变压器后输出。同时spmc75f2413a会随时监视系统的运行,保证输出正常,一旦出现异常便会立即保护,同时报警,以提醒用户进行处理。
    4 系统硬件设计
    整个系统的核心电路是波形合成电路,其结构和性能决定了整个系统的性能。本系统的波形合成电路使用spmc75f2413a、功率模组ps21865a、输出变压器和输出滤波电路几部分组成。其中ps21865a内部是一个三相的功率桥和相应驱动电路,用于实现svpwm信号的功率放大功能;输出变压器和输出滤波电路则主要用于将ps21865a输出功率svpwm信号变换为正弦输出,并滤除其高次谐波,保证输出波形的纯正;而spmc75f2413a 单片机的主要作用则是:1. 产生驱动变频电源所需的svpwm信号。2. 完成人机交互,方便用户对系统的控制。3. 处理相关的异常信息,确保系统的安全可靠。
    
    
    
    1 引 言
    变频电源是一种电源变换设备,因具有输出波形纯正、输出电压稳定、输出频率和输出电压可调等优点。其良好的性能,在传感、仪器仪表、工业控制等领域有广泛应用。本文主要介绍利用spmc75f2413a和ipm(ps21865a)实现高性能三相变频电源的开发。
    2 芯片特性简介
    spmc752413a是μ’nsp?系列产品的一个新成员,是凌阳科技新推出的专用于变频驱动的16位微控制器。其拥有性能出色定时器和pwm信号发生器组。
    spmc75f2413a在4.5v~5.5v工作电压范围内的工作速度范围为0~24mhz,拥有2k字sram和32k字闪存rom;最多64个可编程的多功能i/o端口;5个通用16位定时器/计数器(其中有二个电机驱动专用pwm波形发生器,二个位置侦测接口定时器),且每个定时器均有pwm发生的事件捕获功能;2个专用于定时可编程周期定时器;可编程看门狗;低电压复位/监测功能;8通道10位模-数转换。在这些硬件外设的支持下spmc75f2413a可以方便实现各种变频系统。spmc75f2413a的特性如下:
    
    
    3 系统总体方案介绍
    本高性能三相变频电源系统主要由凌阳16位单片机spmc75f2413a、三凌的ipm功率模组芯片ps21865a组成,系统框图如图 3-1。
    
    
    图 3-1系统框图
    这个系统的功能:
    (1) 系统运行参数可调化,以适应不同应用的需要调整系统的输出频率和输出电压;
    (2) 拥有实时的信息和状态显示,主要用于当前系统的状态信息显示和人机接口的一部分;
    (3) 带有系统参数设置和控制用的键盘;
    (4) 完备的系统保护功能,在系统异常时保护系统不受损坏;
    系统工作流程:
    spmc75f2413a接收根据设置来自键盘或是通信接口的控制信息产生相应的spwm驱动信号,信号经ps21865a功率变换后、输出滤波和输出变压器后输出。同时spmc75f2413a会随时监视系统的运行,保证输出正常,一旦出现异常便会立即保护,同时报警,以提醒用户进行处理。
    4 系统硬件设计
    整个系统的核心电路是波形合成电路,其结构和性能决定了整个系统的性能。本系统的波形合成电路使用spmc75f2413a、功率模组ps21865a、输出变压器和输出滤波电路几部分组成。其中ps21865a内部是一个三相的功率桥和相应驱动电路,用于实现svpwm信号的功率放大功能;输出变压器和输出滤波电路则主要用于将ps21865a输出功率svpwm信号变换为正弦输出,并滤除其高次谐波,保证输出波形的纯正;而spmc75f2413a 单片机的主要作用则是:1. 产生驱动变频电源所需的svpwm信号。2. 完成人机交互,方便用户对系统的控制。3. 处理相关的异常信息,确保系统的安全可靠。
    
    
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