用SA4828做的变频器.doc

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1、基于SA4828的变频器设计徐志跃（北京航空航天大学电工电子中心，北京100083）摘要：本文介绍了利用大规模专用集成电路SA4828设计变频器的方法。内容包括：SA4828的特性介绍及变频器的主电路、驱动电路、隔离电源、保护电路、速度检测、调速系统等部件的设计方法。关键词：变频调速、正弦脉宽调制、智能功率模块DesignofInverterBasedonSA4828forACMotorXuZhiyue(Electrical&ElectronicCenter,BeihangUniversity,Beijin

2、g100083)Abstract:AmethodhowtomakeuseofthespecialLSICSA4828todesignaninverterforACmotordriverisraisedinthispaper.ThecontentsincludingthecharacteristicsofSA4828,themaincircuitfortheinverter,drivecircuit,insulatedpowersupply,protectioncircuit,speeddetectionas

3、wellasspeedadjustingsystemarediscussed.Keywords:Variablefrequencyspeedadjustment，SPWM，IPM1概述交流电动机，尤其是感应异步电动机，具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、维护方便，可工作在恶劣的环境中等突出的优点，在伺服驱动系统中越来越受到人们的关注。其中，应用最广的当属变频调速技术，它以变频器向交流电动机供电。变频器可以把原先固定电压和频率的交流电源转换为可变电压、可变频率的特殊的交流电源。因此，变频器已经成为交流调速的核心

4、部件。要想做到改变交流电源频率的同时改变其电压的幅值，实现恒转矩调速，可以采用一种叫做SPWM的方法。即用一个低频的正弦波去调制一个高频的三角形的载波，得到一串等幅不等宽的脉冲。它里面包含有一个基波分量和极少的谐波。改变调制波的频率和幅值，就可以改变脉冲串里的基波分量的频率和幅值，也就实现了异步电动机的VVVF（可变压可变频）调速。按照上述SPWM的工作原理，逆变器中开关管的开关时间要由调制波与载波的交点来确定。在调制波的频率、幅值和载波的频率这三个参数中，不论哪一个发生变化，都将使得载波与调制波的交点发生

5、变化。因此，在每一次变频调整时，都要重新计算交点的坐标。这是一组超越方程，单片机的计算能力和速度显然难以胜任。过去最常用的办法是，把各种频率和电压对应的交点坐标事先计算好，用表格的形式存放起来，使用时通过查表来调用。这样将占用大量的存储器和CPU的资源，使其无法发挥更好的作用。近年来一些厂家研制出了专门用于生成三相SPWM波控制信号的大规模集成电路芯片，如SA4828等。采用这样的集成电路芯片，可以大大地减轻CPU的负担，仅当需要改变频率和电压时，单片机才去干预SA4828，使控制系统可以空出更多的时间用于

6、检测和监控。2SA4828的特性2.1SA4828的性能特点SA4828是英国MITEL公司研制出的一种专门用于三相SPWM信号发生和控制的集成电路芯片。它采用28引脚，分DIP和SOIC两种封装。它可以和大部分的单片机连接，也可以单独使用。芯片的主要特性是：全数字控制；兼容Intel和Motorola系列的单片机；载波频率最高可达24kHz；输出调制波频率范围为0~4kHz；16位调速分辨率；8位调压分辨率；内部ROM固化3种可选波形；可设定死区时间和删除最小脉宽；可实现正反转控制；可以单独设定各相的输出

7、电压幅值以适应不平衡负载；有看门狗定时器。2.2SA4828的引脚功能SA4828的引脚如图1所示，大体可以分为三类信号：（1）与单片机的接口信号ADO~AD7、WR、RD、ALE可直接与地址/数据复用的单片机相连。此时，总线选择信号MUX接+5V，地址/数据引脚RS不用RTRBYTYBBTBBZPPRWSSTRIPADO~AD7WRRDALEMUXRSCSCLKRESETSETTRIPSA4828图1SA4828的引脚图（2）输入信号CS片选信号CLK时钟信号，最高频率为24.576MHzRESET复位信

8、号，禁止输出SETTRIP关断信号，高电平时可快速关断全部SPWM信号（3）输出信号RT、YT、BY控制三相逆变桥的三个上桥臂的开关管RB、YB、BB控制三相逆变桥的三个下桥臂的开关管。它们是标准的TTL信号，有12mA的驱动能力，可直接驱动光耦。ZPPR输出调制波的频率WSS输出采样波形TRIP封锁状态，SETTRIP有效时，该引脚为低电平表明输出已被封锁，可接LED指示灯。3由SA4828组成的变频器由SA4