医学治疗仪专用变频器的研制
(1)初始化寄存器的编程
初始化寄存器将确定如下参数:载波频率,电源频率范围,脉冲延迟时间,脉冲取消时间,波形选择,医学治疗仪专用变频器的研制幅值控制,计数器复位(这个功能可使SA4828内部将调制频率计数器置为0,此时禁止正常的频率控制操作,每一相输出占空比为50%的脉冲),软件复位等。这些参数由相应的控制字确定,而这些控制字在送到32位初始化寄存器之前,先要分别送到4个8位寄存器R0、R1、R2和R3中。其内容如表2所示:
表2 寄存器内容
注:不用的位(×)应该写入0,这样可与以后的产品保持代码兼容。
①载波频率选择
R0中的CFS字称为载波频率选择字,设n为与CFS字相对应的十进制数,则实际载波频率fc为:fc=
式中fk为外部时钟频率。
②输出电源频率范围选择
R0中的FRS字称为电源频率范围选择字,设m为与FRS字相对应的十进制数,则实际的输出电源频率fr范围为:fr=
③脉冲延迟时间选择
R2中的PDY字为脉冲延迟时间选择字,设x为与PDY字相对应的十进制值,则实际的脉冲延迟时间Tpdy由下式确定:Tpdy=
④脉冲取消时间选择
R1中的PDT字为脉冲取消时间选择字,设y为与PDT字相对应的十进制值,则实际的脉冲取消时间Tpdt由下式确定:Tpdt=
应该指出的是,由于脉冲延迟电路跟在脉冲删除电路之后(见图3),故输出的PWM脉冲的实际最小宽度将比设定的脉冲取消时间为窄,这个实际的最小脉冲宽度为Tpdt、Tpdy。
⑤波形选择
R3中的WS1、WS0两位用于确定输出的电源波形,详见表3。波形可由具体的数学表达式来表示,具体的形状见图4。
表3 WS1、WSO确定的输出电源波形
⑥幅值控制(AC)
R3中的幅值控制位(AC)定义了三相波形幅值的受控方式。当AC=0(芯片默认值)时,控制寄存器内红色相幅值,寄存器用于控制所有三相调制频率的幅值。而当AC=1时,采用三个独立的幅值寄存器分别控制对应相调制频率的幅值。
⑦计数器复位(CR)
当R3中的计数器复位CR=1时,红色相相位计数器设置为0,此时禁止正常的频率控制操作,每一相输出占空比为50%的脉冲.
⑧软件复位(RST)
R3中的RST=1时,将整个芯片复位为初始化默认状态,它的效果与硬件复位脚RST等同。
(2)控制寄存器的编程
控制寄存器是一个48位寄存器,控制寄存器的数据以8位为一个单元分别读入临时寄存器R0~R5中,然后通过写虚拟寄存器R15将R0~R5中的数据传送到控制寄存器。其内容如表4所示。
(a)正弦波(b)基波加三次谐波(c)带有死区的基波加三次谐波
图4 SA4828的内部调制波形
①电源频率选择
输出电源频率可在最大电源频率范围内线性地调节,它由一个16位的电源频率选择字PFS决定,整个电源频率范围被划分为65536等分。由于PFS字跨越两个临时寄存器R0、R1,所以当改变输出电源频率时,必须在写虚似寄存器R15之前同时刷新这两个临时寄存器的值。
电源频率fp由下式决定:fp=Pfs
式中:Pfs为16位PFS选择字的十进制值。
②电源幅值选择
输出电源的幅值正比于内部ROM中的采样值和8位幅值选择字(RAMP、BAMP、YAMP)的值。幅值的百分比计算公式如下:A
式中:A为8位幅值选择字的十进制值。
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