變頻電源是一種電源變換設備，因具有輸出波形純正、輸出電壓穩定、輸出頻率和輸出電壓可調等優點。其良好的性能，在傳感、儀器儀表、工業控制等領域有廣泛應用。本文重要介紹利用SpMC75F2413A和IpM（pS21865A）實現高性能三相變頻電源的開發。2芯片特性簡介SpMC752413A是nSp™系列產品的一個新成員，是凌陽科技新推出的專用于變頻驅動的16位微控制器。其擁有性能出色按時器和pWM信號發生器組。SpMC75F2413A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內的工作速度范圍為0~24MHz，擁有2K字SRAM和32K字閃存ROM；最多64個可編程的多功能I/O端口；5個通用16位按時器/計數器（其中有二個電機驅動專用pWM波形發生器，二個位置偵測接口按時器），且每個按時器均有pWM發生的事件捕獲功能；2個專用于按時可編程周期按時器；可編程看門狗；低電壓復位/監測功能；8通道10位模-數轉換。在這些硬件外設的支持下SpMC75F2413A可以方便實現各種變頻系統。SpMC75F2413A的特性如下：

1.高性能的16位CpU內核a)凌陽16位u'nSp處理器(ISA1.2)b)片內基于鎖相環的時鐘發生模塊c)最高系統頻率Fck：24MHz2.片內存儲器a)32KWords(32K16bit)Flashb)2KWords(2K16bit)SRAM3.工作溫度：-40℃～85℃4.10位ADC模塊a)可編程轉換速率，最大轉換速率100Kspsb)8個外部輸入通道c)可與pDC或MCp等按時器聯動，實現電機控制中的電參量測量5.串行通訊接口a)通用異步串行通訊接口(UART)b)標準外圍接口(SpI)6.64（QFp80）/48（QFp64）個通用輸入輸出腳7.可編程看門狗按時器8.內嵌在線仿真電路ICE接口：可實現在線仿真、調試和下載通用16位按時/計數器1.pDC按時器a)兩個pDC按時器：pDC0和pDC1b)可同時處理三路捕獲輸入c)可出現三路pWM輸出（中心對稱或邊沿方式）d)BLDC驅動的專用位置偵測接口e)兩相增量碼盤接口，支持四種工作模式，擁有四倍頻電路2.MCp按時器a)兩個MCp按時器：MCp3和MCp4b)能出現三相六路可編程的pWM波形，如三相SpWM、SVpWM等c)供應pWM占空比值同步載入邏輯d)可選擇與pDC的位置偵測變化同步e)可編程的硬件死區插入功能，死區時間可設定f)可編程的錯誤和過載保護邏輯3.TpM按時器a)一個TpM按時器：TpM2b)可同時處理二路捕獲輸入c)可出現二路pWM輸出（中心對稱或邊沿方式）兩個CMT按時器

3系統總體方法介紹本高性能三相變頻電源系統重要由凌陽16位單片機SpMC75F2413A、三凌的IpM功率模組芯片pS21865A組成，系統框圖如圖3-1。圖3-1系統框圖

這個系統的功能：系統運行參數可調化，以適應不同應用的要調整系統的輸出頻率和輸出電壓；擁有實時的信息和狀態顯示，重要用于當前系統的狀態信息顯示和人機接口的一部分；帶有系統參數設置和控制用的鍵盤；完備的系統保護功能，在系統異常時保護系統不受損壞；系統工作流程：SpMC75F2413A接收根據設置來自鍵盤或是通信接口的控制信息出現相應的SpWM驅動信號，信號經pS21865A功率變換后、輸出濾波和輸出變壓器后輸出。同時SpMC75F2413A會隨時監視系統的運行，保證輸出正常，一旦出現異常便會立即保護，同時報警，以提醒用戶進行處理。4系統硬件設計整個系統的核心電路是波形合成電路，其結構和性能決定了整個系統的性能。本系統的波形合成電路使用SpMC75F2413A、功率模組pS21865A、輸出變壓器和輸出濾波電路幾部分組成。其中pS21865A內部是一個三相的功率橋和相應驅動電路，用于實現SVpWM信號的功率放大功能；輸出變壓器和輸出濾波電路則重要用于將pS21865A輸出功率SVpWM信號變換為正弦輸出，并濾除其高次諧波，保證輸出波形的純正；而SpMC75F2413A單片機的重要用途則是：1.出現驅動變頻電源所需的SVpWM信號。2.完成人機交互，方便用戶對系統的控制。3.處理相關的異常信息，確保系統的安全可靠。SpMC75F2413A出現的三相互補的SVpWM信號經由芯片的IOB0~5輸出，控制pS21865A的三相全橋電路，信號經功率合成、低通濾波和三相輸出變壓器后輸出給負載。同時，系統的工作電流和輸出電壓均會反饋給SpMC75F2413A，供給系統控制使用。SpMC75F2413A的IOB6和IOB7是錯誤偵測和過載保護輸入端，通過對其傳回信號的檢測，一旦pS21865A出現工作異常（如過壓、欠壓、過流、過熱）和系統過載，驅動硬件會立即禁止pS21865A工作，同時申請中斷，請求CpU處理。由于其它模塊屬于通常的一些模塊，此處不再詳述。整個系統的結構還請參考圖3-1。