1 引言
變頻電源是一種電源變換設(shè)備,因具有輸出波形純正、輸出電壓穩(wěn)定、輸出頻率和輸出電壓可調(diào)等優(yōu)點.其良好的性能,在傳感、儀器儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用.本文主要介紹利用SPMC75F2413A和IPM(PS21865A)實現(xiàn)高性能三相變頻電源的開發(fā).
【精華轉(zhuǎn)貼】基于SPMC75系列單片機(jī)的高性能三相變頻電源方案
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2 芯片特性簡介
SPMC752413A是μ’nSP?系列產(chǎn)品的一個新成員,是凌陽科技新推出的專用于變頻驅(qū)動的16位微控制器.其擁有性能出色定時器和PWM信號發(fā)生器組.
SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0~24MHz,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(shù)器(其中有二個電機(jī)驅(qū)動專用PWM波形發(fā)生器,二個位置偵測接口定時器),且每個定時器均有PWM發(fā)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(fù)位/監(jiān)測功能;8通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換.在這些硬件外設(shè)的支持下SPMC75F2413A可以方便實現(xiàn)各種變頻系統(tǒng).
SPMC75F2413A的特性如下:
SPMC752413A是μ’nSP?系列產(chǎn)品的一個新成員,是凌陽科技新推出的專用于變頻驅(qū)動的16位微控制器.其擁有性能出色定時器和PWM信號發(fā)生器組.
SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0~24MHz,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(shù)器(其中有二個電機(jī)驅(qū)動專用PWM波形發(fā)生器,二個位置偵測接口定時器),且每個定時器均有PWM發(fā)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(fù)位/監(jiān)測功能;8通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換.在這些硬件外設(shè)的支持下SPMC75F2413A可以方便實現(xiàn)各種變頻系統(tǒng).
SPMC75F2413A的特性如下:
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@ginger001
2芯片特性簡介 SPMC752413A是μ’nSP?系列產(chǎn)品的一個新成員,是凌陽科技新推出的專用于變頻驅(qū)動的16位微控制器.其擁有性能出色定時器和PWM信號發(fā)生器組. SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0~24MHz,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(shù)器(其中有二個電機(jī)驅(qū)動專用PWM波形發(fā)生器,二個位置偵測接口定時器),且每個定時器均有PWM發(fā)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(fù)位/監(jiān)測功能;8通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換.在這些硬件外設(shè)的支持下SPMC75F2413A可以方便實現(xiàn)各種變頻系統(tǒng).SPMC75F2413A的特性如下:
1. 高性能的16位CPU內(nèi)核
a) 凌陽16位u'nSP處理器(ISA 1.2)
b) 片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生模塊
c) 最高系統(tǒng)頻率Fck:24MHz
2. 片內(nèi)存儲器
a) 32K Words (32K×16bit) Flash
b) 2K Words (2K×16bit) SRAM
3. 工作溫度: -40 ℃~85 ℃
4. 10位ADC模塊
a) 可編程轉(zhuǎn)換速率,最大轉(zhuǎn)換速率100Ksps
b) 8個外部輸入通道
c) 可與PDC或MCP等定時器聯(lián)動,實現(xiàn)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口:可實現(xiàn)在線仿
真、調(diào)試和下載通用16位定時/計數(shù)器
a) 凌陽16位u'nSP處理器(ISA 1.2)
b) 片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生模塊
c) 最高系統(tǒng)頻率Fck:24MHz
2. 片內(nèi)存儲器
a) 32K Words (32K×16bit) Flash
b) 2K Words (2K×16bit) SRAM
3. 工作溫度: -40 ℃~85 ℃
4. 10位ADC模塊
a) 可編程轉(zhuǎn)換速率,最大轉(zhuǎn)換速率100Ksps
b) 8個外部輸入通道
c) 可與PDC或MCP等定時器聯(lián)動,實現(xiàn)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口:可實現(xiàn)在線仿
真、調(diào)試和下載通用16位定時/計數(shù)器
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@ginger001
1.高性能的16位CPU內(nèi)核 a)凌陽16位u'nSP處理器(ISA1.2) b)片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生模塊 c)最高系統(tǒng)頻率Fck:24MHz2.片內(nèi)存儲器 a)32KWords(32K×16bit)Flash b)2KWords(2K×16bit)SRAM3.工作溫度:-40℃~85℃4.10位ADC模塊 a)可編程轉(zhuǎn)換速率,最大轉(zhuǎn)換速率100Ksps b)8個外部輸入通道 c)可與PDC或MCP等定時器聯(lián)動,實現(xiàn)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口:可實現(xiàn)在線仿 真、調(diào)試和下載通用16位定時/計數(shù)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(chǎn)生三路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式)
d) BLDC驅(qū)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(chǎn)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(qū)插入功能,死區(qū)時間可
設(shè)定
f) 可編程的錯誤和過載保護(hù)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(chǎn)生二路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式)
兩個CMT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(chǎn)生三路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式)
d) BLDC驅(qū)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(chǎn)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(qū)插入功能,死區(qū)時間可
設(shè)定
f) 可編程的錯誤和過載保護(hù)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(chǎn)生二路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式)
兩個CMT定時器
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@ginger001
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(chǎn)生三路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式) d)BLDC驅(qū)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(chǎn)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(qū)插入功能,死區(qū)時間可 設(shè)定 f)可編程的錯誤和過載保護(hù)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(chǎn)生二路PWM輸出(中心對稱或邊沿方式) 兩個CMT定時器
3 系統(tǒng)總體方案介紹
本高性能三相變頻電源系統(tǒng)主要由凌陽16位單片機(jī)SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模組芯片PS21865A組成,系統(tǒng)框圖如圖 3-1.
這個系統(tǒng)的功能:
系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)可調(diào)化,以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率和輸出電壓;
擁有實時的信息和狀態(tài)顯示,主要用于當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息顯示和人機(jī)接口的一部分;
帶有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和控制用的鍵盤;
完備的系統(tǒng)保護(hù)功能,在系統(tǒng)異常時保護(hù)系統(tǒng)不受損壞;
系統(tǒng)工作流程:
SPMC75F2413A接收根據(jù)設(shè)置來自鍵盤或是通信接口的控制信息產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM驅(qū)動信號,信號經(jīng)PS21865A功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出.同時SPMC75F2413A會隨時監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行,保證輸出正常,一旦出現(xiàn)異常便會立即保護(hù),同時報警,以提醒用戶進(jìn)行處理.
本高性能三相變頻電源系統(tǒng)主要由凌陽16位單片機(jī)SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模組芯片PS21865A組成,系統(tǒng)框圖如圖 3-1.
這個系統(tǒng)的功能:
系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)可調(diào)化,以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率和輸出電壓;
擁有實時的信息和狀態(tài)顯示,主要用于當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息顯示和人機(jī)接口的一部分;
帶有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和控制用的鍵盤;
完備的系統(tǒng)保護(hù)功能,在系統(tǒng)異常時保護(hù)系統(tǒng)不受損壞;
系統(tǒng)工作流程:
SPMC75F2413A接收根據(jù)設(shè)置來自鍵盤或是通信接口的控制信息產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM驅(qū)動信號,信號經(jīng)PS21865A功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出.同時SPMC75F2413A會隨時監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行,保證輸出正常,一旦出現(xiàn)異常便會立即保護(hù),同時報警,以提醒用戶進(jìn)行處理.
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@ginger001
3 系統(tǒng)總體方案介紹本高性能三相變頻電源系統(tǒng)主要由凌陽16位單片機(jī)SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模組芯片PS21865A組成,系統(tǒng)框圖如圖3-1.這個系統(tǒng)的功能:系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)可調(diào)化,以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率和輸出電壓;擁有實時的信息和狀態(tài)顯示,主要用于當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息顯示和人機(jī)接口的一部分;帶有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和控制用的鍵盤;完備的系統(tǒng)保護(hù)功能,在系統(tǒng)異常時保護(hù)系統(tǒng)不受損壞;系統(tǒng)工作流程:SPMC75F2413A接收根據(jù)設(shè)置來自鍵盤或是通信接口的控制信息產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM驅(qū)動信號,信號經(jīng)PS21865A功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出.同時SPMC75F2413A會隨時監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行,保證輸出正常,一旦出現(xiàn)異常便會立即保護(hù),同時報警,以提醒用戶進(jìn)行處理.
4 系統(tǒng)硬件設(shè)計
整個系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路,其結(jié)構(gòu)和性能決定了整個系統(tǒng)的性能.本系統(tǒng)的波形合成電路使用SPMC75F2413A、功率模組PS21865A、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成.其中PS21865A內(nèi)部是一個三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動電路,用于實現(xiàn)SVPWM信號的功率放大功能;輸出變壓器和輸出濾波電路則主要用于將PS21865A輸出功率SVPWM信號變換為正弦輸出,并濾除其高次諧波,保證輸出波形的純正;而SPMC75F2413A 單片機(jī)的主要作用則是:1. 產(chǎn)生驅(qū)動變頻電源所需的SVPWM信號.2. 完成人機(jī)交互,方便用戶對系統(tǒng)的控制.3. 處理相關(guān)的異常信息,確保系統(tǒng)的安全可靠.
整個系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路,其結(jié)構(gòu)和性能決定了整個系統(tǒng)的性能.本系統(tǒng)的波形合成電路使用SPMC75F2413A、功率模組PS21865A、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成.其中PS21865A內(nèi)部是一個三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動電路,用于實現(xiàn)SVPWM信號的功率放大功能;輸出變壓器和輸出濾波電路則主要用于將PS21865A輸出功率SVPWM信號變換為正弦輸出,并濾除其高次諧波,保證輸出波形的純正;而SPMC75F2413A 單片機(jī)的主要作用則是:1. 產(chǎn)生驅(qū)動變頻電源所需的SVPWM信號.2. 完成人機(jī)交互,方便用戶對系統(tǒng)的控制.3. 處理相關(guān)的異常信息,確保系統(tǒng)的安全可靠.
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@ginger001
4系統(tǒng)硬件設(shè)計整個系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路,其結(jié)構(gòu)和性能決定了整個系統(tǒng)的性能.本系統(tǒng)的波形合成電路使用SPMC75F2413A、功率模組PS21865A、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成.其中PS21865A內(nèi)部是一個三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動電路,用于實現(xiàn)SVPWM信號的功率放大功能;輸出變壓器和輸出濾波電路則主要用于將PS21865A輸出功率SVPWM信號變換為正弦輸出,并濾除其高次諧波,保證輸出波形的純正;而SPMC75F2413A單片機(jī)的主要作用則是:1.產(chǎn)生驅(qū)動變頻電源所需的SVPWM信號.2.完成人機(jī)交互,方便用戶對系統(tǒng)的控制.3.處理相關(guān)的異常信息,確保系統(tǒng)的安全可靠.
SPMC75F2413A產(chǎn)生的三相互補(bǔ)的SVPWM信號經(jīng)由芯片的IOB0~5輸出,控制PS21865A的三相全橋電路,信號經(jīng)功率合成、低通濾波和三相輸出變壓器后輸出給負(fù)載.同時,系統(tǒng)的工作電流和輸出電壓均會反饋給SPMC75F2413A,供給系統(tǒng)控制使用.SPMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯誤偵測和過載保護(hù)輸入端,通過對其傳回信號的檢測,一旦PS21865A出現(xiàn)工作異常(如過壓、欠壓、過流、過熱)和系統(tǒng)過載,驅(qū)動硬件會立即禁止PS21865A工作,同時申請中斷,請求CPU處理.
由于其它模塊屬于通常的一些模塊,此處不再詳述.整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還請參考圖 3-1.
由于其它模塊屬于通常的一些模塊,此處不再詳述.整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還請參考圖 3-1.
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@ginger001
SPMC75F2413A產(chǎn)生的三相互補(bǔ)的SVPWM信號經(jīng)由芯片的IOB0~5輸出,控制PS21865A的三相全橋電路,信號經(jīng)功率合成、低通濾波和三相輸出變壓器后輸出給負(fù)載.同時,系統(tǒng)的工作電流和輸出電壓均會反饋給SPMC75F2413A,供給系統(tǒng)控制使用.SPMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯誤偵測和過載保護(hù)輸入端,通過對其傳回信號的檢測,一旦PS21865A出現(xiàn)工作異常(如過壓、欠壓、過流、過熱)和系統(tǒng)過載,驅(qū)動硬件會立即禁止PS21865A工作,同時申請中斷,請求CPU處理.由于其它模塊屬于通常的一些模塊,此處不再詳述.整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還請參考圖3-1.
圖片咱們不能上傳?
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@ginger001
1.高性能的16位CPU內(nèi)核 a)凌陽16位u'nSP處理器(ISA1.2) b)片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生模塊 c)最高系統(tǒng)頻率Fck:24MHz2.片內(nèi)存儲器 a)32KWords(32K×16bit)Flash b)2KWords(2K×16bit)SRAM3.工作溫度:-40℃~85℃4.10位ADC模塊 a)可編程轉(zhuǎn)換速率,最大轉(zhuǎn)換速率100Ksps b)8個外部輸入通道 c)可與PDC或MCP等定時器聯(lián)動,實現(xiàn)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口:可實現(xiàn)在線仿 真、調(diào)試和下載通用16位定時/計數(shù)器
歡迎大家到該群交流更多更好的電源技術(shù),結(jié)識更多的電源朋友.群號:584262129
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@ginger001
1.高性能的16位CPU內(nèi)核 a)凌陽16位u'nSP處理器(ISA1.2) b)片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生模塊 c)最高系統(tǒng)頻率Fck:24MHz2.片內(nèi)存儲器 a)32KWords(32K×16bit)Flash b)2KWords(2K×16bit)SRAM3.工作溫度:-40℃~85℃4.10位ADC模塊 a)可編程轉(zhuǎn)換速率,最大轉(zhuǎn)換速率100Ksps b)8個外部輸入通道 c)可與PDC或MCP等定時器聯(lián)動,實現(xiàn)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口:可實現(xiàn)在線仿 真、調(diào)試和下載通用16位定時/計數(shù)器
歡迎電子電源愛好者加入該群,在這里你會認(rèn)識結(jié)盟更多的電子電源朋友.群號:45298579
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@ginger001
4系統(tǒng)硬件設(shè)計整個系統(tǒng)的核心電路是波形合成電路,其結(jié)構(gòu)和性能決定了整個系統(tǒng)的性能.本系統(tǒng)的波形合成電路使用SPMC75F2413A、功率模組PS21865A、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成.其中PS21865A內(nèi)部是一個三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動電路,用于實現(xiàn)SVPWM信號的功率放大功能;輸出變壓器和輸出濾波電路則主要用于將PS21865A輸出功率SVPWM信號變換為正弦輸出,并濾除其高次諧波,保證輸出波形的純正;而SPMC75F2413A單片機(jī)的主要作用則是:1.產(chǎn)生驅(qū)動變頻電源所需的SVPWM信號.2.完成人機(jī)交互,方便用戶對系統(tǒng)的控制.3.處理相關(guān)的異常信息,確保系統(tǒng)的安全可靠.
貌似這里說的和你說的有點差異
http://d-zi.com.cn/
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