作者：凌阳单片机推广中心 [字体：大 中 小]

    摘 要：本文主要介绍利用spmc75单片机产生svpwm的方法。

    关键词：spmc75、svpwm、spwm

    1.1 前言

    随着计算机技术和电力电子技术的发展，变频驱动技术凭借其优异的性能，在当今交流调速领域的应用越来越广。

    变频驱动主要使用的驱动波形主要有spwm和svpwm两种。spwm原理简单、实现容易，是现在使用最广的一种变频驱动波形。但其有一个致命的弱点是其电源利用率不高（只有86%）、谐波成分大。因此，在新近开发的产品中其应用逐渐被性能优异的svpwm所取代。

    svpwm是一种电压利用率、低谐波成分的变频驱动波形，还有开关次数少、功率管功耗小等特点。同时，svpwm还能很好的结合矢量控制算法、以最大限度的发挥设备的性能。因此被越来越多的变频设备所采用。

    1.2 芯片简介

    spmc75系列mcu是凌阳科技公司设计开发的高性能16位通用mcu，具有很强的抗干扰能力、丰富易用的资源以及优良的结构，特别是增强的定时计数器和pwm输出功能。

    spmc75系列mcu使用凌阳u'nsp内核，u'nsp内核是一种高效的16位cisc内核。支持乘法、乘法累加、32/16位除法、fir等高性能运算；支持两种中断模式。可以方便的产生spwm波、空间电压向量pwm（svpwm）等各种电机驱动波形。

    除了拥有高性能的cpu外，spmc75系列mcu还集成了多种功能模块：多功能i/o口、同步和异步串行口、高性能adc、普通的定时计数器、多功能的捕获比较模块、bldc电机驱动专用位置侦测接口、两相增量编码器接口、能产生各种电机驱动波形的pwm发生器等。同时，spmc75系列单片机内部集成了32k words的flash和2k words的sram。

    利用这些硬设支持，spmc75系列单片机可以完成诸如家用电变频驱动、标准的工业变频驱动器、多环的伺服驱动系统等复杂应用。

    1.3 svpwm合成原理

    如图 1-1所示的三相逆变桥中六个开关管有8种允许的开关组合，其中有6种有效的开关组合，称为非零基本空间电压矢量；有2种为无效开关状态，称为零空间电压矢量。当逆变器单独输出六种基本电压空间矢量时，电动机的定子磁链矢量 的矢端的运动轨迹是一个正六边形，如图 1-2所示。

    图 1-1 电压空间矢量和三相电压型逆变电路

    图 1-2 正六边形磁链轨迹

    显然，按照这样的供电方式只能形成正六边形的旋转磁场，而不是我们希望的圆形旋转磁场。

    怎样获得圆形旋转磁场？一个思路是，如果在定子里形成的旋转磁场不是正六边形，而是正多边形，我们就可以得到近似的圆形旋转磁场。显然，正多边形的边数越多，近似的程度就越多。但是非零的基本电压空间矢量只有六个，如果相获得尽可能多的多边形旋转磁场，就必须有更多的逆变器开关状态。下面介绍这种线性时间组合方法。

    图 1-3 电压空间矢量的线性组合

    为了使磁链的运动速度平滑，零矢量一般都不是集中地加入，而是将零矢量平均分成几份，多点地插入到磁链轨迹中，但作用的时间和仍为t0，这样可以减少电动机转矩的脉动。

    图 1-4 ｕout的最大轨迹圆

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