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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:53:27
三相PWM产生器HEF4752在变频调速系统中的应用张林，李秀娟(合肥联合大学，安徽合肥230022）摘要：介绍了三相PWM产生器HEF4752及其在单片机控制变频器的交流调速系统中的应用。叙述了系统的软件设计方案。模块HEF4752的应用，使系统具有结构简单、操作方便、运行可靠的特点。
关键词：脉宽调制；变频器；交流调速1引言
随着电力电子技术、微机控制技术以及大规模集成电路的发展，基于集成PWM电路构成的变频调速系统以其结构简单、运行可靠、节能效果显著、性价比高等突出优点而得到广泛应用。本文介绍的GTRSPWM变频调速系统是以大规模专用集成电路HEF4752和单片机（8098）为核心构成的控制电路，由HEF4752产生的三相PWM信号经隔离、放大后，驱动由GTR构成的三相桥式逆变器，使之输出三相SPWM的波形，实现异步电机变频调速。
2HEF4752简介
HEF4752是采用LOCMOS工艺制造的大规模集成电路，专门用来产生三相PWM信号。它的驱动输出经隔离放大后，既可驱动GTO逆变器，也可驱动GTR逆变器，在交流变频调速和UPS中作中心控制器件。
2.1主要特点
1）能产生三对相位差120°的互补SPWM主控脉冲，适用于三相桥结构的逆变器；
2）采用数控方式不仅能提高系统控制精度，也易于与微机联机；
3）采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响。调制频率的可调范围为0～100Hz，且能使逆变器输出电压同步调节。
4）为防止逆变器上下桥臂器件直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续可调。
2.2引脚说明
HEF4752为28脚双列直插式标准封装DIP芯片，它有7个控制输入，4个时钟输入，12个驱动逆变器输出，3个控制输出。其外部管脚排列如图1所示。各管脚功能描述如表1所列。
2.3HEF4752工作原理
HEF4752是一种基于同步式双缘调制原理产生SPWM信号的专用集成电路,其原理框图如图2所示。
2.3.1输入功能
1）输入I用来决定逆变器驱动输出模式的选择，当I为低电平时，驱动模式是晶体管，当I为高电平时，驱动模式是晶闸管；2）输入控制信号K和时钟输入OCT共同决定逆变器每对输出信号的互锁推迟间隔时间；
3）相序输入CW用来控制电机转向。当CW为低电平时，相序为R、B、Y；当CW为高电平时，相序为R、Y、B；
4）输入L用来控制起动/停止，L为低电平时，在晶体管模式下封锁HEF4752所有的脉宽调制驱动输出，但产生输出信号的内部电路仍在继续“运行”。L为高电平时解除封锁。L除起停电路外，还可方便地用于过流保护；
5）控制输入A、B、C供制造过程试验用。工作时必须接到Vss（低电平）。但A还有另外一个用处，即刚通电时，A置高电平初始化整个IC片，被用作复位信号；
6）时钟输入
频率控制时钟（FCT）控制输出PWM信号的基波频率，即决定逆变器的输出频率fout，从而控制电机转速，fFCT=3360×fout。电压控制时钟（VCT）控制PWM信号的基波电压幅值，使输出电压自动地正比于其输出频率，在给定的输出频率下，平均逆变输出电压的幅度由fVCT控制。参考时钟（RCT）是一个固定时钟，它决定逆变器的最高开关频率fs(max)，fRCT=280×fs(max)，一旦fRCT确定，则HEF4752输出脉冲的调制频率就在0.6fs(max)～fs(max)之间变化，且逆变器的开关频率是输出频率的严格整数倍fs=N×fout，N为频率比，其N值为15，21，30，42，60，84，120，168；
7）输出推迟时钟（OCT）控制HEF4752每对输出信号互锁推迟间隔时间τd（对晶体管模式）以防逆变器同一桥臂上、下两只开关器件同时导通引起直通，推迟间隔时间的选择端（K）一起决定τd的长短，其关系式为
一般情况K保持为高电平，通常可取fRCT=fOCT。
2.3.2输出功能
1）逆变驱动输出HEF4752有六个主驱动输出组成三个互补对，还有和每一主输出相关联的辅助输出。在驱动GTR逆变器时，输出波形是双边沿调制的脉宽调制波，其调制原理可由图3加以说明。图中假定载波在一个周期内有9个脉冲（这个脉冲数被称为频率比），载波脉冲的两个边沿都用一个可变的时间间隔量δ加以调制，而且使δ∝sinθ（θ为未被调制时载波脉冲边沿所处的时间，或称角相位）。sinθ>0时，该处的脉冲变宽；sinθ<0时，该处的脉冲变窄。三相输出的调制脉冲波相位互差120°，如图3中UR、UY[1][2][3]下一页
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