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基于80C196MC的波形发生器的SPWM波形产生原理及其应用

作者:时间:2012-04-04来源:网络收藏

和软件设计要点。使逆变控制电路实现了全数字操作,改进了传统的控制方法。试验表明,该方案结构紧凑、动态特性好、可靠性高。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/171697.htm
关键词: 正弦脉宽调制 逆变器 控制电路
这些集成电路有HFE4752、SLE4520、MA8X8/SA8X8、SAXXXX等。其中多数要与单片机连接才能完成控制功能,对于要求较高的逆变系统来说仍然不够简捷。INTEL公司推出的16位单片机8XC196MC片内集成了三相波形WFG(Wave Form Generator,以下简称WFG)[1],为逆变控制电路的全数字化设计提供了强有力的硬件支持,它的软件指令丰富,与其它196XX单片机基本兼容。本文重点介绍中WFG的工作及软件的设计要点。
1 WFG工作
有四种控制方式可选择:方式0~方式3。方式0、方式1为中心对准方式,即把SPWM脉冲安排在开关周期的中心点上,这与模拟电路中三角波载波(双边调制)相对应。方式0和方式1的区别在于波形参数的重加载时间和次数不同。方式2和3是边沿对准方式,即把SPWM脉冲波安排在开关周期的起始点上,这与模拟电路中的锯齿波载波(单边调制)相对应。其区别也是重加载的时机不同。中心对准的SPWM波形所造成的谐波小,不含ωs±ω0和2ωsωs为开关角频率,ω0为信号波角频率)谐波[2],通常采用中心对准方式。在以下的叙述中,均以方式0为例(M0(B12)=M1(B13)=0)。
首次写入到WG-RELOAD中的值在一个晶振周期后装入WG-COUNT。若WG-CON中的EC=1,开始减1计数,至0001H,等待一个时钟周期后作加1计数,直至WG-COUNT中的值等于计数比较寄存器的值,此时完成一个载波周期,如图1中t1~t2。WG-RELOAD的内容装入WG-COUNT和计数比较寄存器;WG-COMPx的内容装入相位比较寄存器;输出缓冲寄存器的内容装入WG-OUT;PI-PEND寄存器中WG中断置1。
μs),WG-RELOAD-16位二进制数;Fxtal——Xtal引脚上的晶振频率,不考虑死区时间的有效脉宽;tp=WG-COMP/Fxtal(μs)。
2 软件设计
80C196MC的WFG6路SPWM信号,控制主电路三相桥中6个功率开关器件的通断。因此首先需建立三相正弦脉宽数据表,由单片机初始化时算好,将其按一定的格式(即考虑相序及同一相中的脉宽次序等)存入RAM中,建立好数据指针,以便按一定的寻址方式查询。
Δu(k)=u(k)-u(k-1)=kp[e(k)-e(k-1)]+k1e(k)+kD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
Δu(k)=q0e(k)+q1e(k-1)+q2e(k-2)
q0=kp(1+T/T1+TD/T) kp=1/δ 比例系数
3 变频电源整体构成
4 试验结果
μs。(WG-CON)=418H,(WG-RELOAD)=12FH,(WG-OUT)=7FFFH。SPWM波形的输出由WG-RELOAD减到1中断,在中断服务子程序中由计算结果刷新WG-COMPx中的内容(即置下一次脉宽),如此循环。图6(a)为80C196MC输出的SPWM波形,图6(b)是电源输出其中一相的波形。有关技术指标如下:

采用16位单片机80C196MC最小系统,使整个控制电路大为简化并且实现了全数字化。器件减少、结构紧凑、性价比高。试验表明,系统动态特性好、可靠性高。


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