摘要：闡述了以SA828為核心組成的航空逆變電源的設(shè)計(jì)，通過對(duì)SA828生成SPWM信號(hào)的原理進(jìn)行分析，詳細(xì)討論了硬件和軟件的設(shè)計(jì)方法。功率為4kW的樣機(jī)證明，效果良好。

關(guān)鍵詞：逆變電源；集成電路SA828；正弦脈寬調(diào)制

1 引言

航空電源一般都是將直流或交流（380V/50Hz）電逆變成交流115V/400Hz電源，以供雷達(dá)、飛機(jī)等設(shè)備使用。完成該變換的方法有多種，但由于其生成SPWM信號(hào)較復(fù)雜，造成航空逆變電源的整體性能下降，并易出現(xiàn)變壓器偏磁和輸出諧波含量大的缺陷。而采用大規(guī)模數(shù)字集成芯片SA828，通過單片機(jī)與SA828的接口生成SPWM信號(hào)，則不需改變外圍電路就能重新設(shè)置載波頻率、調(diào)制頻率、死區(qū)時(shí)間，從而減小了硬件開發(fā)周期，使生成信號(hào)簡(jiǎn)潔可靠，避免了分立元器件的離散性，提高了輸出波形的品質(zhì)因數(shù)。它克服了HEF4752調(diào)制頻率低，SLE4520單邊調(diào)制產(chǎn)生波形不對(duì)稱的缺點(diǎn)，是SA818、SLE4520、HEF4752等波形發(fā)生器的理想替代品。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與信號(hào)生成

2．1 原理結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。主電路主要完成整流逆變功能。不可控整流電路對(duì)輸入電網(wǎng)電壓直接整流，通過LC濾波電路，產(chǎn)生平滑的高壓直流。逆變電路采用SPWM，濾除高頻諧波，經(jīng)變壓器隔離，輸出理想正弦波。電壓、頻率信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)經(jīng)CPU處理，送到SA828控制寄存器，產(chǎn)生SPWM信號(hào)，通過改變SA828控制寄存器輸出，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓的功能。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

2．2 SA828功能簡(jiǎn)介

SA828是MITEL公司近年來推出的三相SPWM電機(jī)控制數(shù)字集成芯片，它可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化三相逆變器所需要的6路SPWM控制信號(hào)，屬于規(guī)則采樣雙邊調(diào)制波，很適合用于輸出為正弦波的逆變電源。該芯片雙列直插式28引腳如圖2所示。該系列有SA828－1、SA828－2兩種型號(hào)產(chǎn)品，有關(guān)寄存器各狀態(tài)位的功能以及各寄存器的使用方法參閱文獻(xiàn)[1]。基準(zhǔn)正弦是存儲(chǔ)在SA828內(nèi)部的ROM正弦表。當(dāng)寫完初始化數(shù)據(jù)后，立即生成0°－90°的正弦波。該正弦波通過相位與控制邏輯拓展形成三相6路SPWM信號(hào)。該信號(hào)再經(jīng)過取消窄脈沖電路，送到脈沖延遲電路，生成死區(qū)時(shí)間，然后送到各引腳出口。于是由內(nèi)部硬件直接產(chǎn)生SPWM信號(hào)，這樣保證SPWM信號(hào)生成的可靠性。

圖2 SA828引腳示意圖

2.3 硬軟件設(shè)計(jì)

采用AT89C51單片機(jī)與SA828配合來生成SPWM信號(hào)，這樣外圍的硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)潔。由于ADC0809片內(nèi)無時(shí)鐘，單片機(jī)時(shí)鐘為12M，從ALE引腳輸出為4分頻后滿足ADC0809對(duì)時(shí)鐘頻率的要求。對(duì)電壓和頻率調(diào)節(jié)的處理采用中斷方式，當(dāng)啟動(dòng)ADC0809后，由IT1來捕獲中斷信號(hào)，經(jīng)8個(gè)時(shí)鐘周期后，轉(zhuǎn)換結(jié)束，CPU取走存入ADC0809內(nèi)部三態(tài)鎖存器中的數(shù)據(jù)。

SA828的SETTRIP為外部故障電路的輸出端，一旦任意一電路出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)電路對(duì)SA828的6路SPWM信號(hào)進(jìn)行封鎖，這樣能很快封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保護(hù)功率單元器件。整個(gè)核心硬件原理圖如圖3所示。

圖3 硬件原理圖

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