基于软开关技术的PWM变频调速系统

时间：02-15 来源：21ic 湘潭工学院吴新开杨胜强点击：

　　系统控制电路以8051单片机为中央单元，与825316位可编程计数/定时器、8155可编程RAM、I/O口扩展芯片及EPROM等组成HEF4752V的支持电路。

　　8051主要完成控制工作，向8253送时间常数和控制字。8253的三个计数器分别生成HEF4752V所需的fvct、ffct、frct和foct。8155用于扩展I/O口，接受控制字，给定各切换点的开关频率值。

　　鉴于本系统对精度要求不高，控制系统采用开环控制。利用PWMIC，使控制系统的软硬件设计较为简单，而且，本系统具有良好的保护功能和检测功能，系统输出的电压波形中谐波次数也很高，极易滤除。

　　HEF4752共分8个载波区段，载波频率比N=15、21、30、42、60、84、120、168，载波频率比与输出频率的关系见表1。对应每个载波频率比区段，FCT计数器送出2N个δi数据供脉宽调制用。在相同的载波频率比N下，fvct越高，则调幅比a越小，使输出电压越低。这样，就得到了经双边调制的某相输出信号。当载波频率比N与fvct确定以后，一个周期中调制值δi的变化规律也就相应确定。

表1 载波频率比与输出频率的关系

　　HEF4752输出SPWM波的频率f是由FCT时钟计数器经3360分频后得到的。而开关频率fr则是FCT计数器经与载波频率比N的8个值对应的8组分频器分频后得到。这8组分频器分频数分别是224（对应N=15）、160、112、80、56、40、28、20（对应N=168）。必须根据开关器件容许的开关频率来限制最高开关频率frmax。

　　在频率比变化点附近，为了避免不稳定，设置了频率比重叠区。

　　IGBT是电压驱动，对驱动电路的要求比较高，一般有分立元件构成的驱动电路和集成化专用驱动电路。本系统采用HL402具有先降栅压、后软关断的双重短路保护功能的芯片。其性能更好，整机的可靠性更高及体积更小。

　　42系统应用软件的设计

　　在系统应用软件的设计过程中，本系统采用了如下措施：

　　（1）HEF4752各端口的连接

　　HEF4752的三个时钟输入，由8253的三个计数器输出，计数器的"0"号输出端，接到HEF4752的FCT时钟输入端；计数器的"1"号输出端接到HEF4752V的OCT和RCT时钟输入端；计数器的"3"号输出端接到HEF4752的VCT时钟输入端。

　　（2）8253的时间常数

　　8253的计数时钟为2MHz，得到三个通道的时间常数为

　　0＃ffct0012H

　　1＃frct、foct0007H

　　2＃fvct0008H

　　在程序中，我们规定控制方式字如表2所示。

表2 控制方式字内容

　　8051从8155读入控制方式字及输出频率，向8253送入相应的时间常数，按控制方式字提供的控制方式来控制。当系统没有接到中断信号的时候，仍按以前的方式输出，当系统接到中断信号时，8051会重新读入控制方式字和给定频率，改变输出状态。

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