基于SPMC75系列單片機的高性能三相變頻電源
1 引言 變頻電源是一種電源變換設備,因具有輸出波形純正、輸出電壓穩定、輸出頻率和輸出電壓可調等優點。其良好的性能,在傳感、儀器儀表、工業控制等領域有廣泛應用。本文主要介紹利用SPMC75F2413A和IPM(PS21865A)實現高性能三相變頻電源的開發。 2 芯片特性簡介 SPMC752413A是μ’nSP%26;#8482;系列產品的一個新成員,是凌陽科技新推出的專用于變頻驅動的16位微控制器。其擁有性能出色定時器和PWM信號發生器組。 SPMC75F2413A在4.5V5.5V工作電壓范圍內的工作速度范圍為024MHz,擁有2K字SRAM和32K字閃存ROM;最多64個可編程的多功能I/O端口;5個通用16位定時器/計數器(其中有二個電機驅動專用PWM波形發生器,二個位置偵測接口定時器),且每個定時器均有PWM 發生的事件捕獲功能;2個專用于定時可編程周期定時器;可編程看門狗;低電壓復位/監測功能;8通道10位模-數轉換。在這些硬件外設的支持下 SPMC75F2413A可以方便實現各種變頻系統。 SPMC75F2413A的特性如下: 1. 高性能的16位CPU內核 a) 凌陽16位unSP處理器(ISA 1.2) b) 片內基于鎖相環的時鐘發生模塊 c) 最高系統頻率Fck:24MHz 2. 片內存儲器 a) 32K Words (32K%26;#215;16bit) Flash b) 2K Words (2K%26;#215;16bit) SRAM 3. 工作溫度: -40 ℃~85 ℃ 4. 10位ADC模塊 a) 可編程轉換速率,最大轉換速率100Ksps b) 8個外部輸入通道 c) 可與PDC或MCP等定時器聯動,實現電機控 制中的電參量測量 5. 串行通訊接口 a) 通用異步串行通訊接口(UART) b) 標準外圍接口(SPI) 6. 64(QFP80)/48(QFP64)個通用輸入輸出腳 7. 可編程看門狗定時器 8. 內嵌在線仿真電路ICE接口:可實現在線仿 真、調試和下載通用16位定時/計數器 1. PDC定時器 a) 兩個PDC定時器:PDC0和PDC1 b) 可同時處理三路捕獲輸入 c) 可產生三路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式) d) BLDC驅動的專用位置偵測接口 e) 兩相增量碼盤接口,支持四種工作模式, 擁有四倍頻電路 2. MCP定時器 a) 兩個MCP定時器:MCP3和MCP4 b) 能產生三相六路可編程的PWM波形,如三 相SPWM、SVPWM等 c) 提供PWM占空比值同步載入邏輯 d) 可選擇與PDC的位置偵測變化同步 e) 可編程的硬件死區插入功能,死區時間可 設定 f) 可編程的錯誤和過載保護邏輯 3. TPM定時器 a) 一個TPM定時器:TPM2 b) 可同時處理二路捕獲輸入 c) 可產生二路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式) 兩個CMT定時器 [b]3 系統總體方案介紹 [/b]本高性能三相變頻電源系統主要由凌陽16位單片機SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模組芯片PS21865A組成,系統框圖如圖 3-1。
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系統控制部分是整個系統協調的心臟。整個系統都在其協調下有條不紊的工作。這部分主要是根據系統設置和當前系統的狀態給出相應的控制信息,以確保系統的可靠運行。 人機接口界面程序,這部主要是為用戶提供一個簡單易用的交互接口,以方便用戶對變頻器的可靠控制。包括變頻器的起停、各種運行參數的設置都在這一層面上執行。 6 結語 通常,在開發變頻設備的過程中,需要編寫實時性、程序可讀性強的代碼,這時就需要采用混合編程。而凌陽的m’nSP%26;#8482; IDE具有良好的編程環境,它可以很輕松、容易地進行混合編程(在C程序中調用匯編程序,在匯編程序中調用C程序)。該系統用了SPMC75F2413A 兩個定時器和約30個IO口資源,其實SPMC75F2413A的資源相當豐富。因其有專業的變頻硬件支持,變頻系統開發變得相對簡單。同時,SPMC75F2413A在變頻控制方面有相當出眾的表現。因此,基于SPMC75F2413A的變頻系統在通用變頻、變頻家電等變頻領域有廣闊的應用前景 7 參考文獻 [1] 雷思孝、李伯成、雷向莉等,單片機原理及實用技術—凌陽16位單片機原理及應用[M] 西安:西安電子科技大學出版社 [2] SUNPLUS,SPMC75F2413A編程指南V1.1[M] 北京:SUNNORTH [3] Mitsubishi,PS21865A數據手冊[M]
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