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基于 STR752 PWM 整流器的设计及实现 1 设计概述 技术的发展，通用变频器的体积进一步缩小，效率和稳定性进一步提高，价 格的不断下降，以及全球节能的背景下，使得通用变频器广泛应用于冶金、造纸、 水处理、石化等行业。但是，数量庞大的变频器系统接入电网中去会给电网注入 谐波，引起电网电压、电流波形的畸变，同时大大降低了电网的功率因素。 PWM 整流技术是完美无谐波和单位功率和能量反馈的主要实现方法，也是 今后通用变频器发展的方向。PWM 整流技术的设计和实现离不开高速处理芯片。 进行算法的运算和对各种信号进行处理对芯片的要求十分高，因此选择一款合适 的芯片进行PWM 整流器的设计显得十分重要。 STR752FR2T7 是意法半导体公司专门为电机控制而开发的 ARM7 高性能处 理芯片。它是基于 ARM7TDMI-S 32-bit RISC CPU 。在60MHz 的时钟频率下处 理速度达到 54 MIPS，充分地满足实时性的要求。256K flash 程序存储器，16K 可同时读写的数据存储器，内置 16K 高速 RAM ，供电电压为 3.3V10±% 或 5.5V10±% ，4M-8M 的外部输入晶振，具有实时时钟功能，自动唤醒模式，具 有 5 种电源节能模式：SLOW，WFI ，STOP，以及 STANDBY 模式。多达 38 个 多功能复用 I/O 口，4 个独立通道的 DMA 控制器。16 位看门狗定时器，2 个输 入捕捉定时器，两个输出捕捉定时器，6 个适用于无刷电机或感应电机控制的 16 位同步 PWM 定时器，3 个 16 位的基本定时器。在通信接口方面，具有 1 个 2 I C 总线接口，3 个 UART 异步串行高速接口，波特率最大可以达到 625K baud，2 个 SPI 同步串行接口，速度最高可达到 16Mb/s，1 个 CAN （2.0B Active ）接口。 11 个 10 位的 A/D 转换通道，转换速度可达到 3.75 μs 。其工作温度范围可达到 -40 Co~+105 Co ，可以在恶劣的工控场合正常工作。其内部结构框图如下图 1.1 所示。 由此可以看出，功能强大的STR752FR2T7 完全可以符合本设计器的所有要 求。如果需要更高要求，例如需要更多的 I/O 和 A/D 转换通道，这个系列的 MCU 也能满足要求，只需改选用其他序列号的 MCU 即可，而同一个系列的几个子系 列的 MCU ，管脚定义和封装基本一致，因此修改设计也十分方便。 STR750F 系列早期产品包括大约 30 个产品型号，闪存容量从 64KB 到 256KB ，附加的 16KB 读写同步闪存库用于 EEPROM 仿真。嵌入式闪存具备工 业领先的数据保存特性，提供 20 年的数据保留期限保证（85°C）。融高集成度、 卓越性能、低功耗、创新和电源轨的灵活性于一体，STR750F 系列产品是极具 吸引力的通用微控制器。此外，因为增强了安全功能如备用时钟等，新产品特别 适用于报警系统的控制面板、电机控制、数据记录器、调制解调器、打印机及扫 描仪、销货机等各种嵌入式应用领域。 STR750F 系列配备标准软件库、USB 软件库和一个评估板，两个软件库随 所有的外设底层驱动程序一起提供给用户；评估板的演示板带 USB 接口、SMI、 定时器和一个 ADC ，评估板配还有一个 JTAG 连接器、一个电机控制连接器和 一个电源。用户还可从 IAR、Raisonance 、Hitex 和 Keil 、Embeded 等公司购买到 第三方开发套件。这些套件包括一个 JTAG 仿真器、目标板和 C 编译器。 图 1.1 STR752FR2T7 内部结构框图 2 系统结构的设计方法和结构 2.1控制电路 在设计单位功率因素无谐波 PWM 整流器控制电路时，需要根据对直流 电压和输入电流进行采样，A/D 转换，通过 MCU 进行处理，然后根据上面 所述的算法计算占空比，输出合适的 PWM 信号，以保证系统的输出达到设 定