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产品知识
196系列单片机在空调逆变器中的运用
发布日期:2009-08-19 08:19:13    浏览次数:4870

  0 引言

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鸿宝电源: 稳压器

  随着国内经济的飞速发展,空调车、豪华车也进入了新的发展阶段。空调逆变器是一种新型高效无污染“绿色”能源,其应用前景非常广阔。

  spwm技术是空调逆变器中主要的控制技术,要生成spwm脉冲常采用两种方法:一是由模拟电路生成;二是由单片机等数字电路生成。前者电路复杂,抗干扰性能差,有温漂现象,系统可靠性和一致性低;数字方法则利用计算机实时计算,这样系统一致性很高,没用温漂现象,同时调试工作量大大降低。intel公司推出的16位微处理器n87c196mc/md是专为电机拖动设置的低成本单片机芯片,片内集成了一个3相波形发生器wfg(wave form. generator),这一外设装置大大简化了产生spwm波形的控制软件和外部硬件,完成整套控制电路十分简洁。

  1 n87c1 96mc片内波形发生器简介

  1.1 wfg的功能特点

  n87c196mc片内wfg有3个同步的pwm模块,每个模块包含一个相位比较寄存器、一个无信号时间发生器和一对可编程的输出,即wfg可产生独立的3对6个pwm波形,它们有共同的载波频率、无信号时间和操作模式。一旦工作以后,wfg只要求单片机在改变pwm的占空比时对wg compx寄存器改变赋值即可。

  wfg产生spwm波形是在下列专用寄存器的控制下完成的。

  a.双向计数寄存器wg count。16位双向计数器是3对输出信号的时基发生器。它的时钟频率是振荡频率处于2,每个状态周期wg count改变一个计数值。用户可对wg reload寄存器进行写操作,而它的值周期地装入到计数器中。

  b.重装载寄存器wg reload。该寄存器实际包含一对1 6位寄存器,当读或写该寄存器时,访问的是wg reload寄存器。写到wg_reload的值,被周期地(取决于操作方式)装入到第二个寄存器。这后一个寄存器叫做计数器比较寄存器,它是wg_count实际与之比较的时间寄存器。

  c.相位比较寄存器wg_compx。共有3个(x=1,2,3)可读写的16位相位比较缓冲器。每一个相位比较缓冲器有一个关联的比较寄存器,它的值与每次计数后的wg_count相比较。这些寄存器不能直接被用户访问。

  d.控制寄存器wg_con。wg_con是一个16位寄存器。可控制计数方式及产生3个10位无信号时间(deadtime)。利用无信号时间重装载寄存器可以随时改变无信号时间。

  e.输出控制缓冲寄存器wg_out。可用于选择输出引脚的输出信号方式。可对每个引脚独立定义有效状态。

  1.2 wfg的基本工作原理

  a.从功能上,wfg可分为3部分:时基发生器、相位驱动通道和控制电路。

  (1)时基发生器为pwm建立载波周期。该周期值取决于wg_reload的值;

  (2)相位驱动通道决定pwm波形的占空比,共有3个独立的相位驱动通道,每一个通道有一对可编程输出,每个相位驱动器包含一个可编程的无信号时间发生器;

  (3)控制电路包含一些用来确定工作模式和其它配置信息的寄存器。

  b.时基发生器wg_count有4种工作方式。当选通波形发生器工作时,根据所选择的工作方式,作为时基发生器的wg_count连续向上计数或向上/向下计数,每次计数时,wg_count内容与计数比较寄存器wg_reload的值作比较,当二者匹配时,按所选择的工作方式产生相应操作。


  我们一般选择第0种工作模式,中心对准pwm方式:

  载波周期tc=(4×wg reload)/fxtal(μ s)

  不考虑无信号时间,输出"有效"的时间toutput=(4×wg_compx)/fxtal(μ s)。

  不考虑无信号时间,占空比=(wg compx/wg reload)×100%。

  其中fxtal为xtal1引脚上晶振频率,mhz;wg compx为16位值,等于或小于wg_reload,如果大于wg_reload的值输出占空比为1。

  由上式可知,wg compx值的变化,改变了pwm波的占空比。而spwm波形的产生正是由正弦规律的数据值经计算后赋给wg compx的,每一次中断都赋给wg compx一个随正弦规律变化的值,从而产生一系列脉宽不等的spwm波。

  c.wfg的中断。与l($fold