变频空调电控系统的设计

文章摘要： 2.2 正弦波形成原理 CCU的PWM有单边调制和双边调制两种，通过初始化设置，可以任意选择。本文只讨论谐波量比较小的双边调制。三相SPWM波形的产生，是由软件配合CCU内部复杂的硬件结构确定的。脉冲宽度取决于SPWM比较寄存器所存储数据值的大小，这6个寄存器（均为16位）共分3组，分别定义为CCL0,CCH0,CCL1,CCH1,CCL2,CCH2，而且3组相互独立。在每个SPWM周期之前，都由CPU经过正弦表查得，并存入这些寄存器中。若内部定时器1的计数值超过寄存器的值，则对应的输出端口被触发，从而输出1组极性相反的PWM矩形波（其占空比取决于比较器中的值），见图3。每次内部

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    2.2 正弦波形成原理

    CCU的PWM有单边调制和双边调制两种，通过初始化设置，可以任意选择。本文只讨论谐波量比较小的双边调制。三相SPWM波形的产生，是由软件配合CCU内部复杂的硬件结构确定的。脉冲宽度取决于SPWM比较寄存器所存储数据值的大小，这6个寄存器（均为16位）共分3组，分别定义为CCL0,CCH0,CCL1,CCH1,CCL2,CCH2，而且3组相互独立。在每个SPWM周期之前，都由CPU经过正弦表查得，并存入这些寄存器中。若内部定时器1的计数值超过寄存器的值，则对应的输出端口被触发，从而输出1组极性相反的PWM矩形波（其占空比取决于比较器中的值），见图3。每次内部定时器反向计数结束时，产生下溢中断请求，开始新1个PWM周期，并在中断服务程序中产生相应参数。上下桥臂之间的死区的大小，由信号的偏移量决定，该值存于偏置量寄存器中，定义为CT10FX，1个桥臂的驱动波形形成过程如图3所示，一旦周期值（输入到比较定时器1中）、偏移量、3个比较器的值已经输入，当专门用于对比较器定时的内部定时器1被激活后，CCU在没有CPU干预的情况下，独立运行，产生3组独立的PWM脉冲，脉冲宽度值依据置入比较器的值而定。

　　对于三相变频压缩机来说，必须供给三相正弦波电流。C504的CPU必须向CCU比较寄存器周期地送入三组不同的数据。这些数据来自内部设置的正弦表。每次送数的周期就是PWM周期，由定时器1溢出时间决定，若干个不同脉宽的脉冲组成的脉冲链就可以形成1个正弦波周期，如图4所示。显然，输出交流电周期是由PWM周期和脉冲的变化规律决定的。

    3 电机驱动部分的基本硬件结构

　　对于空调电控系统，不论室内机、室外机，都必须具备电机驱动的功能。特别是新型变频空调，为了达到静噪效果，室内风机往往采用直流无刷电机型。因此，室内机、室外机设计的重点仍是不同类型变频调速电机驱动的设计。图5给出了基本的电机驱动原理框图。

　　图5（a）给出了一般三相异步电机驱动框图，全桥的三组桥臂分别由CCO,COUTO;CC1,COUT1;CC2、COUT2驱动，电流值由传感器检测，送至C504的A/D转换单元进行测试。图5（b）,（c）为直流无刷电机的驱动方式，其中图5（b）为内置传感器型的，而图5（c）为无内置传感器，而采用增量位置解码方式工作的。

    4 变频空调室外机驱动部分的设计

　　图6所示为我们研究的BPK－II型变频空调电控系统室外机驱动部分的电原理图。

　　从图中，可看出驱动部分共分3大部分：整流部分、逆变部分和控制部分。其中整流部分包括交流滤波、尖峰吸收、电流检测、整流、滤波等电路。逆变部分包括IPM模块（PM20CTM060）、工作电源部分、光电隔离部分、驱动部分。控制部分主要由C504构成。C504根据室内机送来的控制信息，以及压缩机温度、室外温度和热交换器的温度，选择恰当的运行频率和有关控制信息，通过CPU送入CCU相应的寄存器和定时器1，并起动定时器1，使SPWM脉冲串通过CCO，COUTO；CC1，COUT1；CC2、COUT2输出，经74AC04驱动电路，驱动光耦PS2501，最后送入IPM模块，产生三相正弦波，驱动压缩机电机运转。

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