单片机在空调逆变器中的运用

关键字：单片机

 空调 逆变器 

0 引言 
随着国内经济的飞速发展，空调车、豪华车也进入了新的发展阶段。空调逆变器是一种新型
高效无污染

“绿色”能源，其应用前景非常广阔。 

SPWM 技术是空调逆变器中主要的控制技术，要生成 SPWM 脉冲常采用两种方法：一是由
模拟电路生成；二是由单片机等数字电路生成。前者电路复杂，抗干扰性能差，有温漂现象，
系统可靠性和一致性低；数字方法则利用计算机实时计算，这样系统一致性很高，没用温
漂现象，同时调试工作量大大降低。

INTEL 公司推出的 16 位微处理器 N87C196MC／MD 是

专为电机拖动设置的低成本单片机芯片，片内集成了一个

3 相波形发生器 WFG(Wave Form 

Generator)，这一外设装置大大简化了产生 SPWM 波形的控制软件和外部硬件，完成整套
控制电路十分简洁。

 

1 N87C1 96MC 片内波形发生器简介 
1．1 WFG 的功能特点 
N87C196MC 片内 WFG 有 3 个同步的 PWM 模块，每个模块包含一个相位比较寄存器、一个
无信号时间发生器和一对可编程的输出，即

WFG 可产生独立的 3 对 6 个 PWM 波形，它们

有共同的载波频率、无信号时间和操作模式。一旦工作以后，

WFG 只要求单片机在改变

PWM 的占空比时对 WG COMPX 寄存器改变赋值即可。 
WFG 产生 SPWM 波形是在下列专用寄存器的控制下完成的。 
a．双向计数寄存器 WG COUNT。16 位双向计数器是 3 对输出信号的时基发生器。它的时钟
频率是振荡频率处于

2，每个状态周期 WG COUNT 改变一个计数值。用户可对 WG 

RELOAD 寄存器进行写操作，而它的值周期地装入到计数器中。 
b．重装载寄存器 WG RELOAD。该寄存器实际包含一对 1 6 位寄存器，当读或写该寄存器
时，访问的是

WG RELOAD 寄存器。写到 WG_RELOAD 的值，被周期地(取决于操作方式)

装入到第二个寄存器。这后一个寄存器叫做计数器比较寄存器，它是

WG_COUNT 实际与之

比较的时间寄存器。

 

c．相位比较寄存器 WG_COMPx。共有 3 个(X=1，2，3)可读写的 16 位相位比较缓冲器。每
一个相位比较缓冲器有一个关联的比较寄存器，它的值与每次计数后的

WG_COUNT 相比

较。这些寄存器不能直接被用户访问。

 

d．控制寄存器 WG_CON。WG_CON 是一个 16 位寄存器。可控制计数方式及产生 3 个 10 位
无信号时间

(deadtime)。利用无信号时间重装载寄存器可以随时改变无信号时间。 

e．输出控制缓冲寄存器 WG_OUT。可用于选择输出引脚的输出信号方式。可对每个引脚独
立定义有效状态。

 

1．2 WFG 的基本工作原理 
a．从功能上，WFG 可分为 3 部分：时基发生器、相位驱动通道和控制电路。 
(1)时基发生器为 PWM 建立载波周期。该周期值取决于 WG_RELOAD 的值； 
(2)相位驱动通道决定 PWM 波形的占空比，共有 3 个独立的相位驱动通道，每一个通道有