专利名称：一种变频用三相pwm信号发生及控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机调速设备的一种核心元器件，主要用于工业控制、家用电器领域， 尤其涉及一种变频用三相PWM信号发生及控制装置。
背景技术：
众所周知，变频器是工业控制领域广泛应用的一种电子设备，它对提高劳动生产 率、实现工业自动化、以及节能降耗具有非常用途。目前，变频器价格还很昂贵，这就限制了 一些对成本控制要求相对较高的一些场合的使用，因此也就造成一些地方能源还在继续浪 费，生产率也不能得到充分的发挥。变频技术中最重要核心是三相PWM脉冲的产生。目前 广泛使用的三相PWM脉冲发生器都是由专用芯片或用DSP芯片来完成的，但是其价格相对 来说还比较贵，对于一些低端的变频器的设计和生产其成本就显得比较不容易被接受。
发明内容
为解决上述不足，本发明的目的在于提供一种成本低廉，功能强，性价比高，使用 方便的变频用三相PWM信号发生及控制装置，适用于风机，水泵各类负载，也可应用于对成 本敏感的家电领域。为实现上述目的，本发明所采用技术方案是一种变频用三相PWM信号发生及控 制装置，它是采用8位AVR单片机和一些通用集成电路组成，使用单片机自带的5路PWM输 出，其中CPU1的14脚被设置成10位的PWM。用来当作D/A转换，输出一定的电压控制压控 振荡器振荡⑶4046，通过CPU1外部中断引脚32脚检测⑶4046输出的振荡频率，并与所要 设置的频率相比较，通过运算，得到一个比较精确的脉冲信号。这是一个闭环的控制回路， 使调制频率做到比较准确。这个时钟信号触发CPU2外部中断0，通过查表，可以产生不同波 形的三相PWM输出。CPU1的15脚被设置成快速的PWM，可分别输出几种固定的频率，用来当作载波频 率来使用，同时它也被当作CPU2的时钟信号。CPU2的13、14、15三个引脚输出三相同极性PWM信号，这三个信号以及来自CPU2 的12、16、17三个引脚的控制信号被同时送入信号处理电路(这里是采用了可编程逻辑芯 片PLD，也可以采用普通逻辑芯片组合)，产生实际所需的三相PWM信号。使用压控震荡器控制控制调制频率，调制输出频率可以在设计范围内连续可调， 分辨率为1Hz或0. 5Hz，调制频率范围0 400Hz，包括键盘控制、模拟控制、串口控制及同 步控制等多种控制方式，包括模拟正弦波在内的多种波形，具有显示和键盘接口以及串行 通讯口，通过很少的外围元件就可以构成一个可以独立运行的、完善的变频器系统。它的输 出频率以及其它都可通过键盘或串口随意设定。本模块有多种工作模式，它可以变频变幅，也可以定频变幅，基本做到了低价格多 功能，在许多逆变领域均可采用。本发明的有益效果是1、功能强，性价比高，由本发明制成的模块电路，只需很少的外围元件即可制成功能完备的变频器系统，是变频器低端产品的理想选择；2、易于加工 生产，成本低廉；3、电路稳定可靠，抗干扰能力非常强，由于元件少，故障率相对减低抗干扰 能力相对增强；4、接口方便，自动控制；5、采用节能型特殊波形的PWM变频，节能效果显著。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为本发明的工作原理图；图2为本发明的模块原理图；图3为本发明的键盘示意路；图4为本发明的键盘显示电路结构图。
具体实施例方式如图所示，CPU1除了用来接收来自于键盘或串口等的外部控制指令，并将处理好 的数据传送给CPU2控制PWM输出，或输出到显示屏进行数据显示外，还可以将自身的工作 状态等数据通过串口送往上位机，同时它还担任模拟数据采集等任务。通过选配的显示屏 可以随时查看变频器的工作状态，如运行频率，输入、输出电压等。内置的压控震荡器可通过CPU1程序控制的D/A转换也可以通过外部电位器的调 整来改变控制频率，这个频率信号一路直接送往CPU2调制PWM输出频率，一路送给CPU1用 来进行频率检测，通过显示屏进行频率显示。变频器的运行信息都保存在CPU1的FLASH里 面。CPU2主要用来产生三相PWM，V/F曲线以数据形式存储于ROM中，CPU2的时钟信号来自 于CPU1，它是一个可编程的脉冲信号，它的改变直接影响变频器的载波频率，它是可以被设 定的。来自压控震荡器的频率脉冲控制CPU2的一个中断，每来一次中断CPU2就在ROM区 中读取一个PWM控制数据，从而达到输出包括正弦波在内的各种模拟波形。而读取数据的 快慢也就决定了变频器的调制频率(也就是变频器的输出频率)，CPU2中有的比较器输入 端，用来产生各种保护。CPU1和CPU2之间的通讯是由中断通过并行总线来完成的，在系统初始化时，CPU2 通过并口读入CPU1FLASH中存储的运行数据，因此模块可以在不受外部控制的情况下按照 事先存储好的运行数据独立运行。可编程元件PLD将CPU2产生的三相PWM脉冲按照一定的要求直接输出可以驱动 逆变元件的信号，并可通过它实现快速关断PWM，达到自动保护的目的。利用单片机实现变频器用三相PWM信号发生及控制，它主要是由2片AVR单片机、 一个压控震荡器芯片及一些外围元件组成。在原理方面是利用单片机的PWM功能，使用适 当的控制方式，既压控震荡器的连续频率变换方式，以及合适的计算机算法。在软件方面， 本发明方案亦提供了完备的技术资料，包括键盘控制方式，串口协议，远程控制等。以上所述是本发明的具体实施方案及技术原理，任何基于本发明技术方案的等效 变换均属于本发明保护范围之内。
权利要求
一种变频用三相PWM信号发生及控制装置，它是采用8位AVR单片机和一些通用集成电路组成，使用单片机自带的5路PWM输出，其特征是CPU1的14脚被设置成10位的PWM，输出一定的电压控制压控振荡器振荡CD4046，通过CPU1外部中断引脚32脚检测CD4046输出的振荡频率，CPU1的15脚被设置成快速的PWM，可分别输出几种固定的频率，CPU2的13、14、15三个引脚输出三相同极性PWM信号，这三个信号以及来自CPU2的12、16、17三个引脚的控制信号被同时送入信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的一种变频用三相PWM信号发生及控制装置，其特征在于分辨 率为IHz或0. 5Hz，调制频率范围在0 400Hz。
3.根据权利要求1所述的一种变频用三相PWM信号发生及控制装置，其特征在于所述 的控制方式包括键盘控制、模拟控制、串口控制及同步控制。
全文摘要
本发明涉及电机调速设备的一种核心元器件，主要用于工业控制、家电领域，尤其涉及一种变频用三相PWM信号发生及控制装置，它是采用8位AVR单片机和一些通用集成电路组成，使用单片机自带的5路PWM输出，其中CPU1的14脚被设置成10位的PWM。用来当作D/A转换，输出一定的电压控制压控振荡器振荡CD4046，通过CPU1外部中断引脚32脚检测CD4046输出的振荡频率，并与所要设置的频率相比较，通过运算，得到一个比较精确的脉冲信号。本发明的有益效果是功能强，性价比高；成本低廉；电路稳定可靠，抗干扰能力非常强，自动控制；节能效果显著。
文档编号H02P27/06GK101854146SQ20091013148
公开日2010年10月6日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者齐嘉 申请人:齐嘉