SA828在航空电源中的应用

摘要：阐述了以SA828为核心组成的航空逆变电源的设计，通过对SA828生成SPWM信号的原理进行分析，详细讨论了硬件和软件的设计方法。功率为4kW的样机证明，效果良好。

关键词：逆变电源；集成电路SA828；正弦脉宽调制

1 引言

航空电源一般都是将直流或交流（380V/50Hz）电逆变成交流115V/400Hz电源，以供雷达、飞机等设备使用。完成该变换的方法有多种，但由于其生成SPWM信号较复杂，造成航空逆变电源的整体性能下降，并易出现变压器偏磁和输出谐波含量大的缺陷。而采用大规模数字集成芯片SA828，通过单片机与SA828的接口生成SPWM信号，则不需改变外围电路就能重新设置载波频率、调制频率、死区时间，从而减小了硬件开发周期，使生成信号简洁可靠，避免了分立元器件的离散性，提高了输出波形的品质因数。它克服了HEF4752调制频率低，SLE4520单边调制产生波形不对称的缺点，是SA818、SLE4520、HEF4752等波形发生器的理想替代品。

2 系统结构与信号生成

2．1 原理结构图

系统结构如图1所示。主电路主要完成整流逆变功能。不可控整流电路对输入电网电压直接整流，通过LC滤波电路，产生平滑的高压直流。逆变电路采用SPWM，滤除高频谐波，经变压器隔离，输出理想正弦波。电压、频率信号通过A/D转换后，数据经CPU处理，送到SA828控制寄存器，产生SPWM信号，通过改变SA828控制寄存器输出，实现调频调压的功能。

图1 系统原理框图

2．2 SA828功能简介

SA828是MITEL公司近年来推出的三相SPWM电机控制数字集成芯片，它可以实现全数字化三相逆变器所需要的6路SPWM控制信号，属于规则采样双边调制波，很适合用于输出为正弦波的逆变电源。该芯片双列直插式28引脚如图2所示。该系列有SA828－1、SA828－2两种型号产品，有关寄存器各状态位的功能以及各寄存器的使用方法参阅文献[1]。基准正弦是存储在SA828内部的ROM正弦表。当写完初始化数据后，立即生成0°－90°的正弦波。该正弦波通过相位与控制逻辑拓展形成三相6路SPWM信号。该信号再经过取消窄脉冲电路，送到脉冲延迟电路，生成死区时间，然后送到各引脚出口。于是由内部硬件直接产生SPWM信号，这样保证SPWM信号生成的可靠性。

图2 SA828引脚示意图

2.3 硬软件设计

采用AT89C51单片机与SA828配合来生成SPWM信号，这样外围的硬件结构比较简洁。由于ADC0809片内无时钟，单片机时钟为12M，从ALE引脚输出为4分频后满足ADC0809对时钟频率的要求。对电压和频率调节的处理采用中断方式，当启动ADC0809后，由IT1来捕获中断信号，经8个时钟周期后，转换结束，CPU取走存入ADC0809内部三态锁存器中的数据。

SA828的SETTRIP为外部故障电路的输出端，一旦任意一电路出现故障时，保护电路对SA828的6路SPWM信号进行封锁，这样能很快封锁驱动信号，保护功率单元器件。整个核心硬件原理图如图3所示。

图3 硬件原理图