医学治疗仪专用变频器的研制

　　值得注意的是，初始化寄存器中的幅值控制位（AC）决定了红色相幅值寄存器的值是否用于控制所有的三相输出幅值。

　　③正/反转选择

　　三相PWM输出的相位决定于R2中的F/R选择位：

　　F/R=0正转相序为红不篇怖迹

　　F/R=1反转相序为兰不篇埠臁

　　在正反转切换时，输出波形仍保持连续。

　　④输出禁止选择

　　当R2中的输出禁止位（INH）有效（为1）时，所有的PWM输出变为低电平状态，而芯片内部其他操作并不受影响。该位被释放后所有的输出立即恢复原状。

　　需要注意的是，输出禁止电路在脉冲删除和脉宽延迟电路之后，因此在输出禁止的初期有可能产生一些过窄的脉冲。

　　3.4 SA4828芯片编程实例

　　本例的变频器采用12.288MHz时钟。初始化寄存器设计的具体参数如下：

• 　　载波频率3kHz
• 　　电源频率15Hz
• 　　脉冲取消时间10μs
• 　　脉宽延迟时间5μs
• 　　电源波形抑制了三次谐波的波形
• 　　幅值控制三相幅值对称

　　（1）初始化寄存器编程实例

　　①设定载波频率由fc=得2n==8

　　则n=3R0中的CFS字为011H

　　②设定输出电源频率范围由fr=2m得2m==2

　　则m=1，R0中的FRS字为001H。

　　③设定脉宽延迟时间由Tpdy==5μs

　　可得x=64－ (Tpdy×fc×512)=56.32

　　取整数56，则R2中的6位PDY字为111000H

　　④设定脉冲取消时间

　　由于实际输出PWM脉冲的最小脉宽为Tpdt、Tpdy,所以在设定最小脉冲取消时间时,应加上脉宽延迟时间。

　　因此在本例中实际最小脉冲宽度应为10μs＋5μs=15μs由Tpdt=

　　可得y=128－ (Tpdt×fc×512)

　　=128－(15.2×10－6×3×103×512)

　　≈104.65

　　取整数104,则R1中的PDT值为01101000H

　　⑤设定波形选择,幅值控制等

　　选择输出波形为基波加三次谐波，故WS1=0，WS0=1，无用户输出选择，故OPT1=0， OPTO=0。设定幅值控制位AC=0，选择三相平衡幅值控制方式，正常工作时计数器复位和软件复位均无效，故 CR=RST=0。所以R3中的二进制代码为00000001。综上所述，初始化寄存器中：

　　R0=0010001123H

　　R1=0110100068H

　　R2=0011100038H

　　R3=0000000101H

　　（2）控制寄存器编程实例

　　根据治疗仪控制的具体要求，变频器输出频率最高不超过10Hz，相应电机转速为280r/min。由于输出频率需要随时调整，利用80C196KC单片机的量输入通道CH0，输入经5.1kΩ电阻和10kΩ电位器将＋5V电源电压分压后提供的电压信号。80C196KC的模拟量转换为10位精度,给分压电位器提供的最高电压约3.3V左右,采样码为680。由于SA4828的输出电源频率精度为16位,必须将10位采样值左移6位,然后将其低位送入临时寄存器R0,高位则送入R1。

　　由于采用VVVF控制，幅值与电源频率成正比，可得频率设定电位器的采样值，A×15/50，再右移2位后送入临时寄存器R3。由于采用三相平衡幅值,R4、R5可以不赋值。

　　输出禁止无效，故INH=0，正反转F/R是周期性改变的，开始半摆为正转，F/R=0，故R2=0，以后每次要改变方向时，将R2的D0位取反即可。

　　摆幅控制则可通过一只10kΩ电位器将＋5V电源电压分压后送入80C196KC的模拟量输入通道CH1实现。

　　4治疗仪控制功能的实现

　　4.1失速控制

　　通过将SA4828的最高调制频率设定为10Hz，其转速为280r/min，稍高于250r/min，留有一定的调节余量。

　　4.2摆幅控制

　　当电机以最高转速250r/min旋转时，经1/50减速器后，转速为5r/min=1800°/min=30°/s。100°/(30°/s)=3.33s。200°/(30°/s)=6.67s。若以100ms为控制周期，则全摆幅周期T为：T=67×

　　式中：t为摆幅输入采样值；

　　f则为转速输入采样值。

　　刚开始的第一次摆动应从中间开始正转，故T1=T/2。经过以上处理，就将位置控制变成了定时时间控制，不仅省去了不易调整的位置开关，也使转速及摆幅的控制方便多了。通过两只电位器就可实现快速、便捷的控制。停车时，由操作人员根据目测，到中心位置时按下转/停开关即可准确停车，且每次转动时均从中心位置开始正转半幅，然后全幅往复运行。由于通过SA4828实现了0Hz直流制功，即实现了准确停车，又不会将电机制动时产生的再生能量反馈回直流环节的极性电容，避免了泵升电压的产生。

　　5结论

　　（1）用SA4828设计的变频器，接口简单，功能强，控制精度高，使用方便，能构成高性能的变频调速系统，SA系列PWM控制器在变频调速领域具有很好的应用前景。

　　（2）16位单片机控制提高了系统的智能化，控制速度快，系统性能改变方便，控制、保护、人机界面功能强。

　　（3）通过在医学治疗仪上的实际应用证明，变频控制系统工作安全可靠，频率控制精度及稳定度高，输出谐波含量小，低速运行特性好，起动转矩大，停车准确、迅速。转速及摆幅调节极其方便。作为特殊应用的专用变频器设计，具有推广价值。