SA828在航空電源中的應用

摘要：闡述了以SA828為核心組成的航空逆變電源的設計，通過對SA828生成SPWM信號的原理進行分析，詳細討論了硬件和軟件的設計方法。功率為4kW的樣機證明，效果良好。

關鍵詞：逆變電源；集成電路SA828；正弦脈寬調制

1 引言

航空電源一般都是將直流或交流（380V/50Hz）電逆變成交流115V/400Hz電源，以供雷達、飛機等設備使用。完成該變換的方法有多種，但由于其生成SPWM信號較復雜，造成航空逆變電源的整體性能下降，并易出現(xiàn)變壓器偏磁和輸出諧波含量大的缺陷。而采用大規(guī)模數字集成芯片SA828，通過單片機與SA828的接口生成SPWM信號，則不需改變外圍電路就能重新設置載波頻率、調制頻率、死區(qū)時間，從而減小了硬件開發(fā)周期，使生成信號簡潔可靠，避免了分立元器件的離散性，提高了輸出波形的品質因數。它克服了HEF4752調制頻率低，SLE4520單邊調制產生波形不對稱的缺點，是SA818、SLE4520、HEF4752等波形發(fā)生器的理想替代品。

2 系統(tǒng)結構與信號生成

2．1 原理結構圖

系統(tǒng)結構如圖1所示。主電路主要完成整流逆變功能。不可控整流電路對輸入電網電壓直接整流，通過LC濾波電路，產生平滑的高壓直流。逆變電路采用SPWM，濾除高頻諧波，經變壓器隔離，輸出理想正弦波。電壓、頻率信號通過A/D轉換后，數據經CPU處理，送到SA828控制寄存器，產生SPWM信號，通過改變SA828控制寄存器輸出，實現(xiàn)調頻調壓的功能。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

2．2 SA828功能簡介

SA828是MITEL公司近年來推出的三相SPWM電機控制數字集成芯片，它可以實現(xiàn)全數字化三相逆變器所需要的6路SPWM控制信號，屬于規(guī)則采樣雙邊調制波，很適合用于輸出為正弦波的逆變電源。該芯片雙列直插式28引腳如圖2所示。該系列有SA828－1、SA828－2兩種型號產品，有關寄存器各狀態(tài)位的功能以及各寄存器的使用方法參閱文獻[1]?；鶞收沂谴鎯υ赟A828內部的ROM正弦表。當寫完初始化數據后，立即生成0°－90°的正弦波。該正弦波通過相位與控制邏輯拓展形成三相6路SPWM信號。該信號再經過取消窄脈沖電路，送到脈沖延遲電路，生成死區(qū)時間，然后送到各引腳出口。于是由內部硬件直接產生SPWM信號，這樣保證SPWM信號生成的可靠性。

圖2 SA828引腳示意圖

2.3 硬軟件設計

采用AT89C51單片機與SA828配合來生成SPWM信號，這樣外圍的硬件結構比較簡潔。由于ADC0809片內無時鐘，單片機時鐘為12M，從ALE引腳輸出為4分頻后滿足ADC0809對時鐘頻率的要求。對電壓和頻率調節(jié)的處理采用中斷方式，當啟動ADC0809后，由IT1來捕獲中斷信號，經8個時鐘周期后，轉換結束，CPU取走存入ADC0809內部三態(tài)鎖存器中的數據。

SA828的SETTRIP為外部故障電路的輸出端，一旦任意一電路出現(xiàn)故障時，保護電路對SA828的6路SPWM信號進行封鎖，這樣能很快封鎖驅動信號，保護功率單元器件。整個核心硬件原理圖如圖3所示。

圖3 硬件原理圖