μPD789842在变频空调中的应用

摘要：介绍了专用于控制三相逆变器的单片机μPD789842的资源配置和结构功能，同时以变频空调控制器的设计为例，说明了用μPD789842实现其 SPWM波形输出的具体方法。 关键词：变频调速;逆变器;SPWM 变频调速具有优良的调速性能，而数字变频调速则使得变频调速的应用技术更加先进。μPD789842是NEC公司生产的专用于控制三相逆变器的单片机。它有三相PWM输出，可驱动IPM智能功率模块，实现交-直-交数字变频调速。与使用普通单片机实现交-直-交数字变频调速的方法相比，用 μPD789842实现交-直-交数字变频调速具有硬件功能更强、软件编程更加方便的特点。下面以μPD789842在变频空调控制器中的应用为例说明用 μPD789842 实现数字变频调速的方法。

1　μPD789842的功能 1.1 μPD789842的资源配置 μPD789842的管脚排列如图1所示。其内部资源配置如下： ● ROM：8kB; ● RAM：256字节;

● SFR：256字节; ● I/O口：P0?8位)?P1(8位)，P2(6位多功能口)，P6(8位多功能口); ● UART：1路; ● 定时器：6路。其中10位逆变器控制定时器1路，8位定时器/事件计数器2路，8位定时器计数器1路，计时定时器1路，看门狗定时器1路; ● 8位A/D转换：8路; ● 乘法器：10位%26;#215;10位; ● 矢量中断源：15个; ● 电源电压：4.0～5.5V; ● 晶振：8.38MHz(最小指令执行时间为0.96μs。 1.2 μPD789842的功能 采用μPD789842作变频空调室外机的MCU的原理图如图2所示。图中，μPD789842的TO70～TO75输出的三相PWM信号可用于驱动IPM，而从TOFF7输入到IPM的故障信号则用于保护IPM。环境温度和电流电压等模拟量从P6口输入。工作时，μPD789842将检测到的信息通过UART传给室外机。本设计将室外机作为上位机，室内机作为下位机。当室外机将频率信号传给室内机后，室内机即可输出所希望的正弦PWM信号(SPWM)。

2　SPWM的实现 2.1 逆变器控制定时器 逆变器控制定时器的功能框图如图3所示。其中定时器TM7为10位加减计数器，其值的大小决定着载波频率;CM0～CM3为10位比较寄存器，其值大小决定方波的占空比;BFCM0～BFCM3为缓冲寄存器;DTIME为死区时间重载寄存器;DTM0～DTM2为死区时间定时器。 2.2 PWM波形的产生 用定时器TM7产生PWM波形的原理如图4所示。由该波形图可见：当定时器TM7向上/下计数到与CM0～CM2比较寄存器的值相等时，TO70～TO75输出将发生翻转，而当定时器TM7向下计数到零时，系统将产生中断，这时，各寄存器将重新赋值，为下一轮输出作准备。 图4 PWM波形原理图 2.3 SPWM波形的产生 在输出PWM波形的基础上，当CM0～CM2比较寄存器的值按正弦规律变化时，TO70～TO75将输出正弦PWM波形。

因而可先作一张正弦函数表放在ROM或外部E2PROM中用于查表。室外机频率值和载波频率决定载波比λ，然后由λ计算出查正弦函数表的步长(即调频);而在调压时，则可根据异步电机的工作原理和V/F控制原则，制作一张V/F曲线表放在ROM中，然后由室外机频率值查表得到电压值，并由电压值计算出对应的调制度α。如需考虑直流电压变化，还可根据其变化对调制度α进行补偿。图5给出了变频控制模块的软件流程图。 3　结束语 在进行数字变频时，采用异步调制较为方便。设计时可以根据压缩机数据来决定载波频率和载波比λ的范围。一般μPD789842的载波频率约为3kHz，输出频率为10～110Hz。在压缩机的额定工作点时，其谐波最小，因而效果也最好。