SA8281中文资料及其应用资料

1、SA8281中文资料及其应用资料介绍SA8281型正弦脉宽调制(SPWM)波发生器的原理和编程特点，以及基于SA8281和89C52型单片机的变频器的软硬件设计。 关键词：SA8281 ； 89C52型单片机；变频器；正弦脉宽调制1引言脉宽调制技术通过一定的规律控制开关元件的通断，来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，用以近似正弦电压波形。脉宽调制技 术在逆变器中的应用对现代电力电子技术、现代调速系统的发展起到极大的促进作用。近几年来，由于场控自关断器件的不断涌现，相应的高频SPWM(正弦脉宽调制)技术在电机调速中得到了广泛应用。SA8281是MITEL公司推出的一种用于三相SPWM波发生和控

2、制的集成电路，它与微处理器接口方便，内置波形ROM及相应的控制逻辑，设置完成后可以独立产生三相 PWM波形，只有当输出频率或幅值等需要改变时才需微处理器的干预，微处理器只用很少的时间控制它，因而有 能力进行整个系统的检测、保护和控制等。基于SA8281和89C52的变频器具有电路简单、功能齐全、性能价格比高、可靠性好等优点。2 SA8281的主要特点及引脚功能2.1SA8281的主要特点SA8281与微处理器的接口灵活，适用于英特尔和摩托罗拉二种总线接口，编程控制简捷方便；SA8281有6个标准的TTL电平输出，用来驱动逆变器的 6个功率开关器件。直接通过软件设定载波频率、调制频率、调制比、最

3、小脉宽、死区时间等工作参数，设置灵 活，无需任何外接电路，节约了硬件成本；工作频率范围宽、精度高，三角载波频率可调，当时钟频率为12.5 MHz时，载波频率最高可达 24kHz，输出调制频率最高可达 4kHz，全数字化的脉冲输出具有很高的精度和温度稳定性；在电路不变的情况下，通过修改控制参数就可改变逆变器的性能指标，驱动不同负载或在不同的工况下工作；可通过改变SPWM脉冲的相序实现电机的正反转；独立闭锁端可瞬时闭锁输出SPWM脉冲，可处理电机突发情况的发生。2.2SA8281 的引脚功能SA8281采用28引脚DIP和SOIC封装，其引脚排列如图1所示。主要引脚有两类：一类是与微处理器的接口和

4、控制引脚；另一类是SPWM脉冲输出和控制引脚。D D PPTPPPTP 5 5D D p p p p P PY Y Z.Z1ZVZ.Z1ZV 勾 回SA&261IE两AD23 ADIftPIlT3SET TRIP3YPHT3I3PHTHPHBSA8281的引詢推列(1)与微处理器的接口和控制引脚AD0_AD7 :数据和地址复用总线。CS、WR、RD、ALE分别是片选、写、读和地址锁存信号线。(2)SPWM脉冲输出和控制引脚RPHB、YPHB、BPHB分别通过驱动电路控制 R、Y、B的下臂开关管。RPHT、YPHT、BPHT分别通过驱动电路控制 R、Y、B的上臂开关管。SET TRIP :通过该

5、引脚可以快速关断所有SP-WM信号输出，高电平有效。TRIP :输出闭锁状态。当 SET TRTP有效时，TRIP为低电平，表示输出已经闭锁。ZPPR :输出调制波频率。WSS :输出采样波形。其他引脚RST :硬件复位引脚，低电平有效。CLK :时钟输入端。VDD、VSS :正负电源端。3 SA8281的内部结构及工作原理SA8281的内部结构如图2所示I ALEI BTnoR1R1R3R4初始化*6 -*4；| -1灯兔摄杷班夂工卫T_*闭锚哥存器 -*i1* -11 - 111渡形讪SET TRIP 11图2 SA8281的内部结构从内部结构图可以看出，来自微处理器的数据通过总线控制和译

6、码进入初始化寄存器和控制寄存器，对相位和控制逻辑电路进行控制，实现系统参数设置。外部时钟输入经分频器分别设定频率。SA8281根据地址发生器的信号直接从波形ROM中读取波形数据，然后通过相位控制逻辑把它组成0 -360的完整SPWM波形。整个过程不需要微处理器的控制。每相输出控制电路由脉宽删除和脉冲延时电路构成。SPWM波通过脉宽删除电路删去比较窄的、脉冲宽度小于删除时间的脉冲。延时电路生成死区时间，保证任何桥臂上的二个开 关管不会在转换瞬间共同导通。4变频器设计变频器的总体结构如图 3所示，三相交流电压经不可控整流桥整流成514 V直流电压送至直流环节，经电容滤波后,获得比较平直的直流电压。

7、由89C52型8位微处理器控制专用三相PWM电路SA8281 产生需要的SPWM信号，控制IGBT组成的逆变桥在 SPWM模式下工作。89C52和SA8281 的接口电路原理图如图 4所示。AC 输 入一览压、久压检测1 L光竭隔离驱动电賂I电就检测|i门卄1 L故障灶程r SA8281-或障处理A/D*#|*盘T猱冲脉董TRIPGJ图3变频器总体结构框图PO. 0-P0. 7RDB9C52 钗ALEP2. 7TVH5PL 0ADO. U-ADG. 7RnWRALErsRnWRALErs打阿SAB281SET TRIPLkcAM駆动sty! mBRIGHT单磯 *就故障信号电帛2揪敌障信号 -

8、更4 SA8281和B9C52的接门如图4所示，SA8281 的地址数据总线与 89C52的PO 口直接相连，3条控制线、 WR、RD、ALE分别与89C52相应引脚相连 片选信号CS与P2.7相接。微处理器的 Pl.0控制SA8281的复位引脚RST。考虑到89C52型单片机没有非屏蔽中断，设计时将所有 故障信号合并后直接送 SA8281的SET TRIP引脚，以实现有故障时的快速闭锁，并利用 TRIP产生中断，在中断服务程序中进行故障 的处理及恢复等工作。为了避免误闭锁，各故障信号均加有滤波延迟电路，合并后的故障信号进一步经由单稳电路构成的窄脉冲消除电 路以消除干扰脉冲的影响。通过软件设定

9、载波频率、调制频率、调制比、最小脉宽、死区时间等工作参数后，只有当输出频率或幅值等需要改变时才需微处理器 的干预，微处理器只用很少的时间控制它，因而微处理器的主要任务是保证功率器件在正常的工作条件下运行，出现异常情况时能够及 时检测出故障并闭锁系统输出，切断主回路电源，使系统停止工作，保证功率器件不受损坏。设计的变频器保护功能包括过电流保护、 过压、欠压保护、过热保护和短路保护等。5软件实现软件实现是整个变频器控制的核心，它决定变频器的输出特性，如电压、频率范围及稳定度、谐波含量、保护功能的实现、系统可靠性提高等。图5示出本系统的程序流程。程序采用模块化设计，微处理器完成初始化后，调用键盘显示子程序，首先判断是否启动，如 果启动，对SA8281初始化并允许SPWM脉冲输出。变频器采用软启动模式。控制命令的参数计算及设置主要用于确定频率调节范围、 死区时间、输出电压幅值、中心频率等。当参数设定好后，微处理器主要监控变频器的工作状态，根据不同的故障情况作出相应处理。SA8281图5变頻器的工件流图6结束语使用SA8281