SA8281中文資料及其應用資料

1、SA8281中文資料及其應用資料介2H SA8281型正弦脈寬調制（SPWM）波發(fā)生器的原理和編程特點，以及基于SA8281和89C52型單片機的變頻器的軟硬件設計。關鍵詞：SA8281 ; 89C52型單片機；變頻器；正弦脈寬調制1引言脈寬調制技術通過一定的規(guī)律控制開關元件的通斷，來獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形，用以近似正弦電壓波形。脈寬調制技 術在逆變器中的應用對現(xiàn)代電力電子技術、現(xiàn)代調速系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進作用。近幾年來，由于場控自關斷器件的不斷涌現(xiàn)，相應的高頻SPWM（正弦脈寬調制）技術在電機調速中得到了廣泛應用。SA8281是MITEL公司推出的一種用于三相 SPWM波發(fā)生

2、和控制的集成電路，它與微處理器接口方便，內置波形ROM及相應的控制邏輯，設置完成后可以獨立產生三相PWM波形，只有當輸出頻率或幅值等需要改變時才需微處理器的干預，微處理器只用很少的時間控制它，因而有能力進行整個系統(tǒng)的檢測、保護和控制等?；?SA8281和89C52的變頻器具有電路簡單、功能齊全、性能價格比高、可靠性好等優(yōu) 點。2 SA8281的主要特點及引腳功能2.1 SA8281的主要特點SA8281與微處理器的接口靈活，適用于英特爾和摩托羅才S二種總線接口，編程控制簡捷方便；SA8281有6個標準的TTL電平輸出，用來驅動逆變器的 6個功率開關器件。直接通過軟件設定載波頻率、調制頻率、調

3、制比、最小脈寬、死區(qū)時間等工作參數，設置靈活，無需任何外接電路，節(jié)約了硬件成本；工作頻率范圍寬、精度高，三角載波頻率可調，當時鐘頻率為12.5 MHz時，載波頻率最高可達 24kHz ,輸出調制頻率最高可達 4kHz ,全數字化的脈沖輸出具有很高的精度和溫度穩(wěn)定性；在電路不變的情況下，通過修改控制參數就可改變逆變器的性能指標，驅動不同負載或在不同的工況下工作；可通過改變SPWM脈沖的相序實現(xiàn)電機的正反轉；獨立閉鎖端可瞬時閉鎖輸出SPWM脈沖，可處理電機突發(fā)情況的發(fā)生。2.2 SA8281的引腳功能SA8281采用28引腳DIP和SOIC封裝，其引腳排列如圖 1所示。主要引腳有兩類：一類是與微處

4、理器的接口和控制引腳；另一 類是SPWM脈沖輸出和控制引腳。二工rnltTlml 丁 1 LJ 叵叵叵 lj 口 匚叵 AD36GAD6初既而ALERSTaKcsERPHBTPHBSA&261因ADZ因ADIADODPBPTP Dp p p S z z z 因羽圓RPEfrWSET TRIP 3ypht 3I3PHTHPHBSA8281的引腳排列(1)與微處理器的接口和控制引腳AD0_AD7 :數據和地址復用總線。 CS、WR、RD、ALE分別是片選、寫、讀和地址鎖存信號線。(2) SPWM脈沖輸出和控制引腳RPHB、YPHB、BPHB分別通過驅動電路控制 R、Y、B的下臂開關管。RPHT、Y

5、PHT、BPHT分別通過驅動電路控制 R、Y、B的上臂開關管。SET TRIP :通過該引腳可以快速關斷所有SP-WM信號輸出，高電平有效。TRIP :輸出閉鎖狀態(tài)。當 SET TRTP有效時，TRIP為低電平，表示輸出已經閉鎖。ZPPR :輸出調制波頻率。WSS :輸出采樣波形。(3)其他引腳RST :硬件復位引腳，低電平有效。CLK :時鐘輸入端。VDD、VSS :正負電源端。3 SA8281的內部結構及工作原理SA8281的內部結構如圖2所示相相位和控制重輯電珞總線控制富除脈熱沖歸脈延寬除 戴除林ft脈刪圖2 SA8281的內部結構從內部結構圖可以看出，來自微處理器的數據通過總線才s制和

6、譯碼進入初始化寄存器和控制寄存器，對相位和控制邏輯電路進行控制，實現(xiàn)系統(tǒng)參數設置。外部時鐘輸入經分頻器分別設定頻率。SA8281根據地址發(fā)生器的信號直接從波形ROM中讀取波形數據，然后通過相位控制邏車t把它組成 0。360。的完整SPWM波形。整個過程不需要微處理器的控制。每相輸出控制電路由脈寬刪除和脈沖延時電路構成。SPWM波通過脈寬刪除電路刪去比較窄的、脈沖寬度小于刪除時間的脈沖。延時電路生成死區(qū)時間，保證任何橋臂上的二個開關管不會在轉換瞬間共同導通。4變頻器設計變頻器的總體結構如圖3所示，三相交流電壓經不可控整流橋整流成514 V直流電壓送至直流環(huán)節(jié)，經電容濾波后，獲得比較平直的直流電壓

7、。由89C52型8位微處理器控制專用三相PWM電路SA8281 產生需要的SPWM信號，控制IGBT組成的逆變橋在 SPWM模式下工作。89C52和SA8281 的接口電路原理圖如圖 4所示。1GST逆變也略人一過壓4壓檢測|帆第隔產驅動畫 電流檢當故正處理一I* SA8281 -J畋障處理 ”D采樣纏希顯示83c52卜圖3變頻器卷體結構據用PO. bPO. 7RDB9C52 以ALEP2. 7TVH5PL 0ADO* O-ADO. 7R 捻出Enp吁 RnWRALrsM 日SA8281SET TRIPLk c用 4 SA8281 和 B9C52 的接 口如圖4所示，SA8281 的地址數據總

8、線與 89C52的PO 口直接相連，3條控制線、 WR、RD、ALE分別與89C52相應引腳相連 片選信號CS與P2.7相接。微處理器的 Pl.0控制SA8281的復位引腳RST?？紤]到89C52型單片機沒有非屏蔽中斷，設計時將所有 故障信號合并后直接送 SA8281的SET TRIP引腳，以實現(xiàn)有故障時的快速閉鎖，并利用 TRIP產生中斷，在中斷服務程序中進行故障 的處理及恢復等工作。為了避免誤閉鎖，各故障信號均加有濾波延遲電路，合并后的故障信號進一步經由單穩(wěn)電路構成的窄脈沖消除電 路以消除干擾脈沖的影響。通過軟件設定載波頻率、調制頻率、調制比、最小脈寬、死區(qū)時間等工作參數后，只有當輸出頻率

9、或幅值等需要改變時才需微處理器 的干預，微處理器只用很少的時間控制它，因而微處理器的主要任務是保證功率器件在正常的工作條件下運行，出現(xiàn)異常情況時能夠及 時檢測出故障并閉鎖系統(tǒng)輸出，切斷主回路電源，使系統(tǒng)停止工作，保證功率器件不受損壞。設計的變頻器保護功能包括過電流保護、 過壓、欠壓保護、過熱保護和短路保護等。5軟件實現(xiàn)軟件實現(xiàn)是整個變頻器控制的核心，它決定變頻器的輸出特性，如電壓、頻率范圍及穩(wěn)定度、諧波含量、保護功能的實現(xiàn)、系統(tǒng)可靠 性提高等。圖5示出本系統(tǒng)的程序流程。程序采用模塊化設計，微處理器完成初始化后，調用鍵盤顯示子程序，首先判斷是否啟動，如 果啟動，對SA8281初始化并允許SPWM脈沖輸出。變頻器采用軟啟動模式?？刂泼畹膮涤嬎慵霸O置主要用于確定頻率調節(jié)范圍、 死區(qū)時間、輸出電壓幅值、中心頻率等。當參數設定好后，微處理器主要監(jiān)控變頻器的工作狀態(tài)，根據不同的故障情況作出相應處理。(i)圖5變頰器的工作流圖6結束語SA8281使用SA8281