引言
随着现代控制技术和计算机技术的飞速发展，交流变频调速系统的性能指标已达到了完全可以与直流调速相媲美的程度，其卓越性能使其应用范围越来越广。作为变频调速系统核心部件的变频器研制，从功率方面讲，正在向两个方向扩展：一是将功率做的更大，满足超大功率场合调速拖动的需求；一是将功率做到更小，满足小功率、超小型功率场合的需求。二者都是当前变频调速器研究的热点。向大功率方向扩展要解决的主要难题是提高可*性，而向超小功率场合扩展要解决的主要难题是提高性价比。向小功率特别是超小功率扩展其应用对象遍布各行各业，量大面宽。一旦推广，必将产生客观的经济效益和社会效率。本文就超小功率变频器的研制做了一些初步的探讨。
研制的变频调速器采用英国MITEL公司生产的变频调速集成芯片SA868为控制核心，输出调速所需的变频、变压的同步PWM波形，构成了驱动三相感应电动机的最简便的变频调速系统，当输入电压过高，三相逆变输出电流过大,该变频器会立即关闭PWM波形输出，可以保护功率级半导体器件。该调速器输入为随处可用的50Hz、220V交流，故特别适用于小功率及超小功率调速场合。

变频器框图及工作原理
由图１可知，输入的单向220VAC经整流滤波得到光滑的高压直流，该直流作为辅助电源的原边电压和三相逆变器的输入电压。过压、过流检测单元，将时时检查整流滤波电容两端的电压，及其直流回路的电流，将信号送入专用集成控制芯片，提供相应的安全保护。专用集成芯片是该变频器的控制核心，采用英国MITEL公司SA868，该片功能强，外围元件少，连接简单，使用方便。根据SET1~SET4输入的调速指令，输出六路双边沿调制的PWM波形，该六路输出经隔离，功放后推动三相逆变器，三相逆变器由内带续流二极管的六单元IGBT模块组成。从而大大减少了连线，缩小了体积，提高了可*性，而且安装方便，调试容易。三相逆变器输出可直接驱动三相小功率电机。

原理电路研制
根据上述最小系统框图，设计、调试了每个单元具体电路，现分别简述如下：
整流滤波及过压、过流检测电路
电路如图2所示。
图2中RT1为热敏电阻，用来限制和降低启动瞬间的冲击电流。经D1~D4、C1整流滤波后的高压直流直接送至6单元IGBT模块的直流输入端。C3电容尽可能*近IGBT模块，以滤除直流母线上窜入的各种高频干扰。过压检测信号，过流检测信号与整流滤波的模拟地共同构成检测单元输出，该两组输出送至控制单元。
专用集成控制芯片
专用变频调速控制集成芯片SA868为三相脉宽调制器。
引脚介绍如下：
：复位端，低电平有效，当其输入为低时，完成下述功能：
● 所有PWM输出置零；
● 所有内部计数器置零；
● 瞬时频率置零，方向选择位置1；
DIR：方向设置端，该位输入为高，且内部信号允许时，为正方向旋转；该位输入为此时，反方向旋转。
SET1~SET4：速度设置端，通过改变这四位数值可设置新的目标频率；
VMONITOR：逆变器输入电压监控端；
IMONITOR：逆变器输入电流监控端；
Raccel： 加速速率设置端，外接电阻电容；
Rdecel： 减速速率设置端，外接电阻电容；
XTAL1：时钟输入端；
XTAL2：时钟输出端；
UPPER OUTPUT：逆变桥臂高端输出；
LOWER OUTPUT：逆变桥臂低端输出；
SET TRIR：输出关闭设置端，当其输入为高时，经过３~４个主时钟频率周期的延时，仍为高，则PWM输出信号被禁止，该机制状态可通过清除。
：关闭状态指示端，低电平有效，低电平指示已关闭PWM信号，该端可直接驱动LED；
芯片特点
专为民用产品设计的波形产生器，工作温度为0℃~70℃；内设驱动器，或直接驱动光耦，实现隔离；载波频率选择可高达24KHz，实现无噪声运行；调制频率范围宽：0~4000Hz;
由用户定义的所有参数，有厂家编程在ROM中；双极性调制；最小脉宽，死区时间可选择；加速时间、减速时间的选择由外部电阻设置；有三种波形可供用户选择；SA868为24引脚，有双列直插式和扁平小外形两种封装形式。
芯片连接方法
在超小型变频器中，SA868具体连接如图3所示。
图3中，过流检测信号经运算放大器358组成的同相放大器送入SA868的电流监控端，假如发生过流，SA868会瞬时禁止PWM信号输出，电压检测信号送入电压监控端。R7、R8、C5、C6分别确定加速振荡器和减速振荡器的频率。通过改变R、C值，就可设置所需的加速和减速频率。该片的时钟由20MHz的晶振提供，为确保晶体正常工作，晶振两引脚到数字地之间应接入10pF~68pF电容。运算放大器358B及其电阻、稳压管构成欠压检测电路，当工作电压过低时，运放358B输出高电平，使SET TRIP端置1，瞬时关断PWM输出，保护功率级免受损坏。速度设置及保护告警均通过P1插座输入和输出。
SA868六路输出的隔离驱动电路完全相同，下面仅以其中一路为例，如图4所示。从SA868的XTAL2端输出的20MHz信号经2个74HC74组成的4分频得到5MHz的方波输出，该输出接至74F126，从而使BC337、BC227构成的推挽式开关电路按5MHz频率工作，即隔离变压器T2也以5MHz高频方式工作，该变压器T2所加的电源电压为PWM信号RPHT，因而将该控制信号通过高频斩波传送到T2副边，副边经过D6~D9全波整流，又恢复成原控制信号，加至 模块的G、E之间，该驱动电路即实现了隔离，而且体积重量非常小。

结语
该超小型变频器功能强，外围电路简单，可*性高，使用方便，容易构成超小型变频调速系统，当变频器功率模块足够冷却时，其输出可达1KVA。■

参考文献:
1. 侯振义等，交流逆变电路的脉宽调制器SA868[J].国外电子元器件，1998,NO.9
2. 丁道宏，电力电子技术[M]. 北京：航空工业出版社，1999.修订版
3.Mitel公司网上资料，www.mitel.com

图1 超小型变频器框图

图2 整流滤波及过压、过流检测电路

图3 SA868连接图

图4 隔离驱动电路

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