作者：哈爾濱工程大學 邢卓異 朱齊丹 李新飛

    摘 要：以實際工程項目中半液浮速率陀螺供電電源為研究對象。介紹了spwm技術的基本原理，給出了基于spwm技術所設計的陀螺電源的基本方案和系統的設計方框圖。提出了一種基于時序實現逆變電源的三相任意角度差的方法。同時，分別給出了單片機89s52與信號發生器saz4828的接口電路、igbt的驅動隔離電路、外圍擴展芯片、sa4828內部結構和工作原理以及軟件設計流程圖。

    關鍵詞：半液浮速率陀螺；正弦波脈寬調制；陀螺電源

    引言

    陀螺供電電源一般為中頻(常用的為400hz)的單相或者三相變頻電源。同時，這類電源廣泛應用于航空航天、艦船、機車、感應加熱以及雷達、通信交換機等設備中。因此，對此類電源的研究具有很高的工程實用價值。本文以某型導彈中半液浮速率陀螺為研究對象，利用spwm技術給出了半液浮速率陀螺電源的解決方案。同時，提出了基于時序實現逆變電源的三相任意角度差的方法，大大化簡了實現角度差。

    l 半液浮速率陀螺電源設計方案

    本文研究的半液浮速陀螺電源的具體技術指標如表1所列。

    1．1 spwm原理及基本方案

    spwm技術是一種先進的調制技術，其內涵就是通過按一定的規律控制開關器件的通斷，從而獲得一組等幅不等寬的矩形脈沖波形，用來產生所需頻率的正弦電壓波。采用該技術開發研制的400hz中頻電源，技術先進，其所達到的電性能指標及可靠性都將大大優于以往多環節的中頻電源。spwm的實現方式通常有兩種：一是模擬法，二是數字法。模擬法電路較復雜，有溫漂現象，影響精度，限制了系統的性能；數字法按照不同的數字模型用計算機算出各切換點，將其存人內存，然后通過查表及必要的計算產生spwm波。但數字法受內存影響較大，不能保證系統的精度。mitel公司生產的sa系列pwm波形發生器具有精度高、抗干擾能力強、外圍電路簡單等優點，其中sa4828系列spwm發生器，可與微處理器連接，完成外圍控制功能，使系統智能化，微處理器只用很少的機時去控制它，因而有能力進行整個系統的檢測、保護、控制等。基于上述原因，我們決定采用sa4828為核心來研制spwm中頻電源。

    1．2 半液浮速率陀螺電源系統設計框圖

    半液浮速率陀螺供電電源如圖1所示。

    其系統的基本工作原理為：直流電源經過spwm全橋逆變、濾波隔離后輸出，系統采用幅值反饋和頻率反饋實現陀螺供電電源的幅值和頻率的穩定。cpu采用intel公司生產的89s52單片機；spwm信號發生器采用sa4828；混合集成驅動電路exb841構成隔離驅動保護電路；逆變器主電路采用igbt模塊。

    2 硬件電路設計

    2．1 spwm波形發生器

    sa4828是mitel公司專為三相逆變電路設計的spwm波形發生器，它能產生純正弦波，尤其與cpu組成的系統操作數字化，抗干擾能力強，接口簡單，通用性好，可以與不同接口的微控制器相連。在電路不變的情況下，通過軟件修改，就可改變逆變器的性能指標，大大提高了調試效率，降低了產品成本。其主要特點如下所述。

    1)全數字化 sa4828與微處理器的連接，適用多種微處理器，接口電路簡捷。sa4828與單片機89s52接口電路如圖2所示。

    2)工作方式靈活 sa4828有6個標準的tel電平輸出，用來驅動逆變器的6個功率開關器件。可以直接通過軟件寫寄存器r0、r1、r2、r3、r4、r14、r15設定載波頻率、調制頻率、凋制比、最小脈寬、死區時間