采用68HC908MR16單片機的空間矢量控制變頻電源設(shè)計
加入技術(shù)交流群
2.4 串行通信
系統(tǒng)采用串行通信設(shè)計了相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，使其具有良好的人機界面。其中逆變系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)均采用MAXIM公司的串行接口芯片MAX3082，通過標準RS-485總線準確實時地實現(xiàn)了相互的串行通信。同時，運用光耦隔離的辦法增強了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了通信的可靠性。雙方約定波特率9600bps，工作于半雙工模式，并采用校驗和的校驗方法檢驗數(shù)據(jù)通信的準確性。MR16工作頻率設(shè)為8MHz，初始化程序如下：
MOV ＃＄50, SCC1 ； 每一幀10位數(shù)據(jù)， 本文引用地址：http://www.104case.com/article/159962.htm
啟動SCI模塊
MOV ＃＄0C, SCC2 ； 發(fā)送器和接收器使能
MOV ＃＄00, SCC3 ； 屏蔽出錯中斷
MOV ＃＄30, SCBR ； 設(shè)置波特率為9600bps
2.5 軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計，包括初始化模塊，讀X5043模塊，保護模塊，通信顯示模塊，PI調(diào)節(jié)模塊，軟啟動模塊以及中斷模塊等。其中除中斷模塊在中斷服務(wù)程序中完成以外，其他均放在主程序中完成。主程序流程如圖6所示。
圖6 主程序流程圖
初始化模塊包括MR16內(nèi)部寄存器初始化，變量存儲單元定義，通信初始化設(shè)置等部分；芯片X5043把三種常見的電路，即看門狗電路，電壓監(jiān)視和EEPROM組合在單個封裝內(nèi)，它內(nèi)含的4KbitEEPROM存儲著上次關(guān)機時正常運行的參數(shù)值設(shè)置，每次開機時系統(tǒng)都將這些參數(shù)值讀到MR16中，這樣就使系統(tǒng)具有記憶功能，使用戶不必每次開機時都要對系統(tǒng)參數(shù)進行重新設(shè)置。保護模塊則實現(xiàn)了系統(tǒng)的過熱，過載，過流以及系統(tǒng)低頻保護等保護功能。其中過流保護由硬件完成，以保證系統(tǒng)能在過流產(chǎn)生后的極短時間內(nèi)迅速封鎖全部的PWM輸出。調(diào)節(jié)模塊主要完成穩(wěn)壓輸出的功能，而通信顯示模塊則是方便人機交流的界面，通過它可以進行多種功能的設(shè)定，系統(tǒng)狀態(tài)的顯示以及各種參數(shù)的修改。
3 結(jié)語 按照上述思想制成實驗樣機，圖7及圖8分別是變頻器帶載時用示波器觀察到的系統(tǒng)試驗波形。可見，變頻器輸出波形的正弦度良好，符合理論設(shè)計的預期要求。 
圖7 相電壓波形 
圖8 相電流波形
MR16中頗具特色的部分是專門用于電機控制的PWMMC模塊。該模塊可以產(chǎn)生3對互補的PWM信號或6個獨立的PWM信號，這些PWM信號可以是中心對準方式也可以是邊緣對準方式。6個通道都有一個12位的PWM計時器，PWM分辨率在邊緣對準方式時是一個時鐘周期，而中心對準方式時是兩個時鐘周期，這樣邊緣對準方式的最高分辨率是125ns（內(nèi)部工作頻率為8MHz）而中心對準方式的最高分辨率為250ns。當PWMMC模塊工作于互補模式時，模塊功能部件自動地將死區(qū)時間嵌入到PWM的輸出信號中，并可以根據(jù)感應(yīng)電機的相電流極性輕易地翻轉(zhuǎn)PWM數(shù)據(jù)。PWMMC模塊還含有4個故障保護引腳FAULT1～FAULT4，當任意一個故障保護端口為高電平時就封鎖相應(yīng)的PWM輸出引腳。例如,當系統(tǒng)過流時，就置位FAULT引腳封鎖所有PWM輸出，這樣就封鎖了IGBT的驅(qū)動電路，從而實現(xiàn)了過流保護功能。為了避免由干擾引起的誤操作，MR16的每個故障引腳都帶有一個濾波器，并且所有的外部故障引腳都可由軟件配置來再使能PWM，這些都給軟件設(shè)計帶來了極大的方便。
評論