新型PWM产生器SA866及其在通用变频器上的应用

1引言

变频器正得到越来越广泛的应用。在变频器技术中最重要的是SPWM脉冲的产生，通常采用的方法有模拟法和数字法，数字法的实现一种是利用微处理器计算查表得到，常需复杂的编程，另一种是利用专用集成电路(ASIC)来产生PWM脉冲，不需或只需少许编程，使用起来极为方便。本文介绍的SA866就是一块90年代末才推出的多功能ASIC。它可以独立运行，功能较强，以它为核心的变频器具有极高的性价比。本文介绍采用SA866研制的一台适用于风机、水泵负载的通用变频器，并可推广应用于对成本敏感的家电领域。

2SA866功能简介

21功能特点

SA866是专为感应电机的PWM控制设计的一款集成电路。它除了能产生合乎要求的PWM脉冲外，还集成了完备的过流、过压保护功能，并可在紧急情况如短路、过热时快速关断PWM脉冲，保护逆变器和电机。它的最大特点是可以独立运行，无需微处理器。它的输出频率以及加速减速的快慢都可由外接电位器在线连续调节。所有需定义的参数如载波频率、死区时间、最小脉宽、调制波形、V／F曲线等均存储在外接的廉价EEPROM中，上电时自动读入SA866中。SA866有6种工作模式，它可以变频变幅，也可以定频变幅；可以独立运行，也可与微处理器配合使用，基本做到了低价格多功能，在许多逆变领域均可采用。它采用双缘调制技术，脉冲产生精确，它的工作频率范围很宽，时钟频率为25MHz时，载波频率可达24kHz，输出频率可达4kHz。它还可以提供两种V／F曲线：恒转矩的V／F线和负补偿的V／F线，后者即针对风机类负载而设。

22管脚说明

采用PLCC封装，共有32个管脚，管脚图如图1所示。

图1SA866管脚图

(1)对外串行接口SDA、SCL、CS为SA866与EEPROM或微处理器的串行接口。SDA为数据总线，SCL为时钟信号，CS为片选信号。

表2EEPROM参数放置图

地址	最高位最低位
	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
（00）1100	GRAD7:0								PED7:0
1101	PDY5:0						ZTH1:0		PDT6:0							FC
1110	CFS2:0			WS1:0		FRS2:0			KAY7:0
1111	AWS3:0				CHKSUM2:0			多余字节

(2)工作状态选择SERIAL决定与SA866连接

的是EEPROM还是微处理器，高电平表示与EEPROM连接，PAGE0、PAGE1决定采用的是EEPROM中的哪一页参数。

(3)控制及输出SETPOINT决定稳定运行频

率，RACC、RDEC决定加速减速的快慢，也可用来选择6种工作模式中的一种。RPHT、RPHB、YPHT、YPHB、BPHT、BPHB为三相PWM脉冲输出端，可直接驱动光耦。DIR控制三相顺序，高电平表示正向旋转。

(4)保护VMON为过电压信号输入端，减速过程

中此端电平若大于25V，就起动过电压保护动作，将输出频率固定在当前值。IMON为过流信号输入端，升速过程中端电平若大于25V，内部过流保护就动作，不再继续升速，直到过流信号消失才继续升速。SETTRIP为紧急停机信号，可快速禁止PWM脉冲输出，TRIP端表示输出禁止状态，低电平有效，该信号只有在复位信号下才能被解除。

(5)电源VDDD为数字电源，VDDA为模拟电源，

VSSADC为A／D转换电源，均接同一个＋5V电源，VSSD、VSSA分别为数字地及模拟地，VREFIN为A／D转换参考电压，＋25V。

3SA866的控制方式

所有可编程参数都存储在EEPROM中，并在RESET信号后自动装入SA866中。一片EEPROM可同时存放四页参数，改变PAGE0、PAGE1两脚的电平就可决定采用哪一页参数，如表1所示。

表1EEPROM页地址

PAGE1	PAGE0	起始地址	页数
0	0	XX0000	0
0	1	XX0100	1
1	0	XX1000	2
1	1	XX1100	3

由于PAGE0、PAGE1均有内部拉高电阻，所以默认情况下SA866将采用第3页的参数。所有可编程参数在各页上的相对位置都一样，这里以第3页为例来说明EEPROM中的参数放置，见表2：

表中各参数的计算方法如下：

（1）载波频率选择字CFS载波频率fCARR由外部时钟频率fCLK和分频比n决定，fCARR=，其中n是选择字CFS的十进制表示，如表3所示。

表3CFS值

CFS	111	110	101	100	011	010	001	000
n	7	6	5	4	3	2	1	0

下文中，各参数与选择字之间都是这种对应关系，以后就不再给出详细列表。

（2）调制频率范围选择字FRS调制频率范围是载波频率fCARR和系数m的函数，m是FRS的十进制表示，0≤m≤6；FRS为三位二进制数。调制频率范围由下式给出：fRANGE=。

（3）脉冲延迟(死区)时间选择字PDY脉冲延迟时间是载波频率和参数pdy的函数，如下式所示：tpdy=，参数pdy是PDY字的十进制形式，pdy在0到63之间，PDY为六位二进制数。

（4）脉冲删除时间选择字PDT因为SA866内部脉冲删除电路在脉冲延迟电路之前，所以实际输出的最小脉宽等于tpd－tpdy。脉冲删除时间tpd由下式给出：tpd=，参数pdt由选择字PDT确定，pdt在0到127之间，PDT为七位二进制数。

（5）波形选择字WSSA866可以提供三种调制波

形：纯正弦波