新型全数字三相SPWM信号产生芯片的设计与实现.pdf

第 27 卷 　第 1 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 27 　No . 1 2006 年 1 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S J an . ,2006 新型全数字三相 SPWM 信号产生 芯片的设计与实现 高 　勇 　余宁梅 　陈利杰 　唐善强 ( 西安理工大学电子工程系 , 西安 　7 10048) 摘要 : 针对电力电子领域的需要 , 自行研制了一种新型三相正弦脉宽调制信号产生芯片. 该芯片采用了改进的直 接数字频率合成算法 、流水线结构与 ROM 分时复用技术 ,保证了芯片的高性能和速度 ,节省了芯片面积. 芯片系统 μ 时钟可达 24M Hz ,输出信号的范围为DC 到4k Hz ,精度为 65536 级 ,控制功能齐全. 采用 035 m COM S 工艺流片 , 测试结果显示芯片达到设计指标. 关键词 : 数字频率合成 ; 正弦脉宽调制 ; 正弦波查找表 ; COM S EEACC : 12 10 ; 1265A ; 2570D 中图分类号 : TN492 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) 0 10 12606 流信号和三角波信号 ,通过它们的比较 ,产生三相六 1 　引言 路的 SPWM 脉冲. 主电路的详细模块划分和各模块 信号的连接关系如图 1 所示. 主电路主要包括八个 ( n + 1 正弦脉宽调制 sinu soidal p ul se widt h mo dula 子模块 :2 时钟分频 、三角载波的生成 、正弦波查 tion , SPWM) 是利用功率半导体器件的开关 ,把直 找表 、正弦波的生成 、分相逻辑 、乘法器 、脉冲剔除和 流电压变成电压脉冲序列 ,控制电压脉冲的宽度和 脉冲延迟. 周期 , 以达到变压变频的目的 ,在电力电子领域有着 2 . 1 　基于改进 DDS 结构产生正弦波 广 泛 的 应 用. 同 类 已有 的 芯 片 如 H EF4752 、 SL E4520 输出信号频率低最高为 26k Hz ,控制精 首先要设计产生频率范围能达到 4k Hz 且精度 ( ) 度低为模拟或 256 级控制 ,只有复位 、输出禁止等简 为 65536 级 16 位 控制的正弦波. 采用的方法是 单功能 ,用法复杂需外接多个器件 ,不能适应电力电 DD S 技术. 传统的 DD S 由于是在频率固定的取样 子高频化 、高性能化的发展[ 1 ] . 若采用数字信号处理 时钟控制下通过改变正弦波的采样点数来改变其频 ( ) 率 ,所以正弦波精度随频率的增大而减小. 本设计提 器 digit a