新型PWM产生器SA866及其在通用变频器上的_电工文摘

新型PWM产生器SA866及其在通用变频器上的

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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

21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。

22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25V，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25V，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，＋25V。

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、正弦波加三次谐波，带死区的三次谐波。采用三次谐波型波形可以提高输出功率，而带死区的三次谐波型波形可以降低开关损耗。选择字WS定义所选用的波形，见表4。

表4波形选择值 WS 00 01 10 11 波形纯正弦型正弦波加三次谐波形带死区的三次谐波形波形自动转换（6）波形自动转换字AWS该参数定义了后两种波形之间互相转换的频率点fAWSR=×fRANGE，其中W由AWS确定，W在0到15之间，AWS为四位二进制数。若AWS=0000，则一直采用三次谐波型波形。（7）V／F曲线控制字(GRAD、KAY、PED、FC)SA866提供了两种V／F曲线，恒转矩型和负补偿型，分别如图2、图3所示。FC用来选择其中之一，FC=0选择恒补偿型，FC=1选择负补偿型。对于恒补偿型，只需确定GRAD和PED。转矩提升的补偿电压由PED决定，Pedestal(％)=。上升斜率由GRAD确定，GRAD=，GRAD≤255。由GRAD和PED即可确定任一频率点对应的电压幅值，V％=。其中F=×255，F≤100。对于风机类负载，电压幅值由下式计算：V％=(1)