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(diǎn)。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。本文重要介紹利用SpMC75F2413A和IpM（pS21865A）實(shí)現(xiàn)高性能三相變頻電源的開(kāi)發(fā)。2芯片特性簡(jiǎn)介SpMC752413A是nSp™系列產(chǎn)品的一個(gè)新成員，是凌陽(yáng)科技新推出的專用于變頻驅(qū)動(dòng)的16位微控制器。其擁有性能出色按時(shí)器和pWM信號(hào)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(gè)可編程的多功能I/O端口；5個(gè)通用16位按時(shí)器/計(jì)數(shù)器（其中有二個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用pWM波形發(fā)生器，二個(gè)位置偵測(cè)接口按時(shí)器），且每個(gè)按時(shí)器均有pWM發(fā)生的事件捕獲功能；2個(gè)專用于按時(shí)可編程周期按時(shí)器；可編程看門狗；低電壓復(fù)位/監(jiān)測(cè)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(shí)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(yáng)16位u'nSp處理器(ISA1.2)b)片內(nèi)基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘發(fā)生模塊c)最高系統(tǒng)頻率Fck：24MHz2.片內(nèi)存儲(chǔ)器a)32KWords(32K16bit)Flashb)2KWords(2K16bit)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100Kspsb)8個(gè)外部輸入通道c)可與pDC或MCp等按時(shí)器聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制中的電參量測(cè)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(gè)通用輸入輸出腳7.可編程看門狗按時(shí)器8.內(nèi)嵌在線仿真電路ICE接口：可實(shí)現(xiàn)在線仿真、調(diào)試和下載通用16位按時(shí)/計(jì)數(shù)器1.pDC按時(shí)器a)兩個(gè)pDC按時(shí)器：pDC0和pDC1b)可同時(shí)處理三路捕獲輸入c)可出現(xiàn)三路pWM輸出（中心對(duì)稱或邊沿方式）d)BLDC驅(qū)動(dòng)的專用位置偵測(cè)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按時(shí)器a)兩個(gè)MCp按時(shí)器：MCp3和MCp4b)能出現(xiàn)三相六路可編程的pWM波形，如三相SpWM、SVpWM等c)供應(yīng)pWM占空比值同步載入邏輯d)可選擇與pDC的位置偵測(cè)變化同步e)可編程的硬件死區(qū)插入功能，死區(qū)時(shí)間可設(shè)定f)可編程的錯(cuò)誤和過(guò)載保護(hù)邏輯3.TpM按時(shí)器a)一個(gè)TpM按時(shí)器：TpM2b)可同時(shí)處理二路捕獲輸入c)可出現(xiàn)二路pWM輸出（中心對(duì)稱或邊沿方式）兩個(gè)CMT按時(shí)器

3系統(tǒng)總體方法介紹本高性能三相變頻電源系統(tǒng)重要由凌陽(yáng)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。圖3-1系統(tǒng)框圖

這個(gè)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)用的要調(diào)整系統(tǒng)的輸出頻率和輸出電壓；擁有實(shí)時(shí)的信息和狀態(tài)顯示，重要用于當(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(shí)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(lái)自鍵盤或是通信接口的控制信息出現(xiàn)相應(yīng)的SpWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)pS21865A功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出。同時(shí)SpMC75F2413A會(huì)隨時(shí)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(huì)立即保護(hù)，同時(shí)報(bào)警，以提醒用戶進(jìn)行處理。4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)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(gè)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(gè)三相的功率橋和相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路，用于實(shí)現(xiàn)SVpWM信號(hào)的功率放大功能；輸出變壓器和輸出濾波電路則重要用于將pS21865A輸出功率SVpWM信號(hào)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)的重要用途則是：1.出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)變頻電源所需的SVpWM信號(hào)。2.完成人機(jī)交互，方便用戶對(duì)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出現(xiàn)的三相互補(bǔ)的SVpWM信號(hào)經(jīng)由芯片的IOB0~5輸出，控制pS21865A的三相全橋電路，信號(hào)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(shí)，系統(tǒng)的工作電流和輸出電壓均會(huì)反饋給SpMC75F2413A，供給系統(tǒng)控制使用。SpMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯(cuò)誤偵測(cè)和過(guò)載保護(hù)輸入端，通過(guò)對(duì)其傳回信號(hào)的檢測(cè)，一旦pS21865A出現(xiàn)工作異常（如過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱）和系統(tǒng)過(guò)載，驅(qū)動(dòng)硬件會(huì)立即禁止pS21865A工作，同時(shí)申請(qǐng)中斷，請(qǐng)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(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還請(qǐng)參考圖3-1。