基于双CPU控制的低成本小功率变频器设计

更新时间：2020-04-05 04:20:29 大小：662K 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：cpu 变频器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

中国变频器市场的强劲增长需求，以及客户对变频器价格越来越敏感，加剧了各变频器生产厂商在变频器价格上的竞争。对于4kW以下的小功率变频器市场，变频器生产厂商集中，变频器种类繁多，价格竞争尤其激烈。因此，开发低成本小功率变频器具有重要的市场意义。

小功率变频器采用的都是基于单芯片作为控制核心的交-直-交电路拓扑结构。为降低小功率变频器成本，各技术方案都是在选择元器件和单元电路上想尽办法。采用单片机代替控制电路中的DSP作为控制芯片，采用MOSFET代替IGBT作为逆变开关管，或减少逆变IGBT的保护电路，这些技术方案都是以降低变频器的控制性能和可靠性为前提。还有的技术方案采用IR公司的集成驱动芯片代替IGBT驱动电路中隔离驱动光耦，虽然降低了成本，但由于集成驱动芯片输入和输出间没有电气隔离，对于用户外接的接口电路设计不容易满足安规要求。

本设计提出了一种全新的基于双芯片控制的小功率变频器电路拓扑结构。该设计控制部分包含两个微处理器，一个用于可调载频PWM输出控制逆变IGBT部分的DSP，另一个用于处理用户外接的接口电路功能的MCU，两个微处理器之间采用两个光耦实现电气安全隔离和通信。本设计解决了降低小功率变频器成本，同时提高小功率变频器的控制性能和应用可靠性问题。采用分立的TO-220封装IGBT作为主回路逆变功率开关管，采用特殊工艺将变频器内部的单板直接焊在一起，省去了印制板之间的连接端子，采用“书本型”整机外形结构设计，紧凑的结构设计提高了变频器的功率体积比。本设计技术方案中，采用AD公司的电机控制专用DSP，保证变频器低频率输出时控制电机具有高转矩输出和速度稳定性，以及对电机负载的快速反馈控制和保护。采用简单、低成本电路实现完善的变频器三相输出对地短路保护和逆变IGBT直通保护功能，软件控制中的智能温度管理功能可以自动降低变频器逆变开关管实际开关频率，有效减小IGBT损耗，降低散热器温度，使变频器具有相当高的可靠性。