摘要：采用高集成度的专用芯片sa866和智能功率模块ps21255开发了一种小功率通用变频器。试验和实际应用表明，该变频器性能好、价格低、可靠性较高。

关键词：变频器；正弦波脉宽调制；专用集成电路；智能功率模块

引言

由于电力电子技术的飞速发展，交流变频调速已上升为电气传动的主流，正在逐步取代传统的直流传动。而从性价比的角度来看，交流变频调速装置已经优于直流调速装置。

异步电机的变频调速不仅可以实现平滑调节，还有着许多其他交流调速系统不可比拟的优点：交流变频调速在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、转差补偿、通信功能、智能控制、功率因数、工作效率、使用方便等方面的优势是其他的交流调速方式难以达到的，并以体积小、重量轻、通用性强、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石油、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、造纸、印刷、卷烟、自来水等行业的欢迎，社会效益非常显著。

变频调速虽然在各个方面有其优势，但其早期昂贵的造价和可靠性问题使许多用户望而却步。降低造价和提高可靠性一直是交流变频调速的重要课题。

本文针对一般小功率交流异步电动机变频调速的要求，采用上世纪90年代末才推出的多功能高集成度专用spwm控制芯片sa866和智能功率模块ps21255开发了一种新型通用变频器。其整?结构简洁，具有比较完善的功能，满足了空调、洗衣机等家电及小型纺织、塑料加工等工业的自动化生产线对变频器低成本、高可靠性、高性能的要求，并已经在广东、江苏等多家工厂生产中得到应用。

1 sa866和ps21255功能介绍

1.1 sa866功能简介

1.1.1 功能特点

sa866是专用于交流异步电机spwm控制的集成电路。它除了根据设定参数产生合乎要求的spwm脉冲外，还集成了多种保护功能，并可在紧急情况下，如短路和过载时快速关断spwm脉冲，保护逆变器和电机。它的最大特点是可以独立运行，无须微处理器控制。它的输出频率以及加速减速频率都可由外接电位器在线连续调节。所有须定义的参数如载波频率、死区时间、最小脉宽、调制波形、v/f曲线等均存储在外接的廉价eeprom中，上电时自动读入sa866中。sa866有6种工作模式，与微处理器配合使用，基本做到了低价格多功能。

1.1.2 管脚说明

该芯片采用plcc封装,共有32个管脚,各管脚排列如图1所示。

各管脚功能如下。

1）电源vddd和vdda分别为数字电源和模拟电源；vssadc为a/d转换电源，它们接一个＋5v的电源；vssd和vssa分别为数字电源和模拟电源的地；vrefin为a/d转换参考电压（＋2.5v）。

2）串行接口sda，scl和cs用于从eeprom获取数据，分别为数据，时钟和片选信号。

3）控制及输出setpoint为频率给定端，该脚的输入电压将决定系统的工作频率；racc和rdec分别确定加速和减速的时间；rpht，ypht，bpht，rphb，yphb和bphb为桥臂脉冲信号输出，其中rpht，ypht和bpht分别对应三相输出的上桥臂；rphb，yphb和bphb分别对应三相输出的下桥臂；dir控制三相顺序，该脚对应高低电平有两个方向的pwm波供用户选择。

4）工作状态选择serial决定与sa866连接的是eeprom还是微处理器，高电平表示与eeprom连接；page0和page1决定采用的是eeprom的哪一页参数。

5）保护vmon为过电压信号输入端，减速过程中此端电平若大于2.5v，就启动过电压保护动作，将输出频率固定在当前值；imon为过电流信号输入端，升速过程中，电平若大于2.5v，内部过流保护就动作，不再继续升速，直到过流信号消失；settrip为紧急停机信号，可快速禁止pwm脉冲输出；trip端表示禁止输出状态，低电平有效，该信号只有在复位信号reset下才能被解除。

1.2 ps21255功能简介

1.2.1 功能特点

与常规的igbt模块相比，ps21255具有如下特点：

1）内含驱动电路ipm设定了内部igbt的