小功率单相智能变频器的设计

1　引言

　　单相交流感应电机的变频调速在许多消费类产品（电扇、洗衣机等）及工业类产品（鼓风机、泵等）中应用广泛，人们可以使用单相通用变频器，但通用变频器价格较高，结构复杂，体积较大，只能安装在电机外部，既增加了使用的不方便，过多的设定功能又造成了浪费。因此，本文设计了一种小型的单相电机智能变频控制电路，它只需一块ic控制器ml4421，一块ipm功率放大驱动模块，一些电容电阻，无需软件开发，结构简单，体积小，还可以放入一般的感应电机内，即可以实现变频器机电一体化，又增加了安装使用的方便。

2　控制电路设计

　　控制电路使用micro linear公司生产的单相电机变频控制的专用芯片ml4421，它是一个外部连接简单、功能全面的pwm智能控制芯片。它内部固化了控制程序，自带两路互差90°的波形发生器、pwm调制器和转差控制，工作于真正的线性比例、积分和微分（pid）反馈环路，提供10:1的速度控制范围，提供恒定的、可编程的v/f比值。由于没有软件编程的要求，节省了开发成本。

（1）1、2脚接来自电流互感器的电机电流反馈输入，isa、isb共同构成微分输入，检测a相的电流、电压和电流的相位差，然后与前端电压反馈共同决定给定相位角（精密转差控制时才有效）;

　　（2）3脚是转差角设定（精密转差控制时才有效）;

　　（3）4脚精密转差控制时微调正弦波的幅值，该脚接地时，不进行精密转差控制;

　　（4）通过调节6脚的输入电压可以控制正弦波的幅值、频率。设c0为0°正弦波发生器起振电容，则0°正弦调制波频率f=（r6/r5）/（2×c0×0.356），同理可得90°正弦调制波频率;

　　（5）选择8脚上不同的电阻r8，可设置死区时间t，t=r8/（5.2×104）;

　　（6）9、10接正弦波发生器起振电容c0、c1，11脚设置复位时间，12脚设置pwm载波频率，载波（三角波）频率f=vref/（rref×7.2×c pwm） ;

（7）13脚正反转选择，在驱动双相电机时控制其高低电平可实现正转/反转;

　　（8）14脚制动时间选择，15脚过流保护输入来自电流变换器，限流保护电阻r15=0.5v/imax;16、25脚正弦波测试点;

　　（9）18～23脚驱动6路pwm波形输出，18～20低端输出，21～23高端输出;

　　（10）26～28脚接电压反馈输入，该电压指电机两个相位的pwm输出电压进行分压后的平均值。以上电容、电阻等参数可根据实际应用，选择不同的数值，以满足不同的控制效果［1］。

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