低成本小功率变频器的设计
低成本小功率变频器的设计简要:
VDD(21),VSS(22):分别为数字电压与数字地。
FWD(23):输入,正、反转控制。逻辑低为正转。
START(24):输入,启动、停止控制。逻辑低为启动。
MUX-IN(25):在独立工作模式的初始化阶段,该脚先是输出,用于指出PWM的极性是低电平有效,基本频率50Hz。然后又变成模拟输入,分时读入的电压确定了MC3PHAC工作的各种参数。
SPEED (26):在独立工作模式的初始化阶段,该脚先是输出,用于指出PWM的极性是高电平有效,基本频率50Hz。初始化结束后又变成模拟输入,读入的电压对应于电机转速。
ACCEL (27):在独立工作模式的初始化阶段,该脚先是输出,用于指出PWM的极性是低电平有效,基本频率60Hz。初始化结束后,又变成模拟输入,读入的电压对应于电机加减速时间。
DC-BUS(28):在独立工作模式的初始化阶段,该脚先是输出,用于指出PWM的极性高电平有效,基本频率60Hz。在工作时,变成模拟输入,以5.3KHz频率读取正比于直流母线电压的模拟电压。在独立工作模式中,3.85V(110%额定值)时芯片输出RBRAKE信号,而额定值定义为3.5V。
MC3PHAC之应用
图1 MC3PHAC应用线路
MC3PHAC的一种应用线路见图1。上电复位后,系统进入初始化及运行状态,完成如下任务:
(1)采样VBOOST-MODE引脚,逻辑高表明芯片为独立工作模式,并继续下列工作。
(2)PWMPOL-BASFREQ引脚为输入, MUX-IN, SPEED, ACCEL, DC-BUS依此输出为低,并测PWMPOL-BASFREQ引脚电平。例如,在MUX-IN为低时测得该脚电平也为低,说明这两根线相连,应是PWM输出低有效,基本频率50Hz。如图1所示。若将SPEED与PWMPOL-BASFREQ相连,应是PWM输出高有效,基本频率50Hz。而ACCEL,DC-BUS与PWMPOL-BASFREQ分别相连,对应的是60Hz的情况。
(3)接下来,多输入引脚MUX-IN又变成模拟输入,PWMFREQ-RXD,RETRY-TXD,DT-FOULOT, VBOOST-MODE依此为低,MUX-IN上顺序出现的是上述引脚所接电阻与R1分别组成的电阻分压值,这些不同的电压值确定了相应的参数。
(4)PWMFREQ-RXD引脚为低时,确定PWM开关频率。当晶振频率是4MHz时,MUX-IN上的电压与频率关系如下:点击看原图
在图1中,取R5=1K, (5V/(1+6.8))×1=0.64V, f=5.291KHz。
(5)故障后重试时间的比例因子是12秒/V,时间范围是1-60秒。取RETRY-TXD引脚上的R4=8.2K,可推出故障后重试时间的间隔是32.8秒。
(6)DT-FAULOUT引脚为低时,确定死区时间。死区时间的比例因子是2.075μS/V,可推出DT-FAULOUT引脚上的R3=5.1K时, 死区时间约4.5μS。
(7)VBOOST-MODE输出为低时, 确定电机在低频时的定子电压补偿。这是指0Hz情况下提升的电压与额定电压的百分比,最大40%,对应的比例因子是8%/V。取R2=12K,可推出0Hz时补偿25.5%的额定电压。
(8)加速度确定。加(减)速度的比例因子是(25.6Hz/S)/V,可实时调节。但R7与R6之和应小于10K,常取R7=4.7K。由于本应用中不需较大的加速度,R6选用2K的电位器与3K电阻串联,最大加速度为51.2Hz/S。注意加、减速度是一致的。
(9)转速控制。转速控制的比例因子是25.6Hz/V,可实时调节,频率范围为1~128Hz。R8与R9之和小于10K,取R7=4.7K,R9也选用2K的电位器与3K电阻串联,实际调速范围为1~51.2Hz。MC3PHAC对转速的控制采用32位计算,分辨率可达4mHz。
