EG8010 SPWM芯片数据手册

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亦仇
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3 1. 特点 5V 单电源供电上海屹晶微电子有限公司引脚设置 4 种纯正弦波输出频率 : 5Hz 纯正弦波固定频率 6Hz 纯正弦波固定频率 -1Hz 纯正弦波频率可调 -4Hz 纯正弦波频率可调单极性和双极性调制方式自带死区控制, 引脚设置 4 种死区时间 : 3nS 死区时间 5nS 死区时间 1.uS 死区时间 1.5uS 死区时间外接 12MHz 晶体振荡器 PWM 载波频率 23.4KHz 电压电流温度反馈实时处理过压欠压过流过热保护功能引脚设置软启动模式 1S 的响应时间串口通讯设置输出电压频率等参数 EG81 芯片数据手册外接串口 162 液晶显示模块显示逆变器的电压频率温度和电流等信息根据客户的应用场合屹晶微电子公司提供修改相应的功能或参数 EG81 芯片数据手册 2. 描述 EG81 是一款数字化的功能很完善的自带死区控制的纯正弦波逆变发生器芯片, 应用于 DC-DC-AC 两级功率变换架构或 DC-AC 单级工频变压器升压变换架构, 外接 12MHz 晶体振荡器, 能实现高精度失真和谐波都很小的纯正弦波 5Hz 或 6Hz 逆变器专用芯片该芯片采用 CMOS 工艺, 内部集成 SPWM 正弦发生器死区时间控制电路幅度因子乘法器软启动电路保护电路 RS232 串行通讯接口和 162 串行液晶驱动模块等功能 3. 应用领域单相纯正弦波逆变器光伏发电逆变器风力发电逆变器不间断电源 UPS 系统数码发电机系统中频电源单相电机调速控制器单相变频器正弦波调光器正弦波调压器正弦波发生器 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 2/2

4 4. 引脚上海屹晶微电子有限公司 EG81 芯片数据手册 4.1. 引脚定义 LEDOUT VCC SPWMOUT2 SPWMOUT3 SPWMOUT4 FRQOUT VVVF DT FANCTR DT 2 23 SPWMEN GND 3 22 NC RXD 4 21 SST TXD 5 LQFP32 2 MODSEL LCDDI 6 19 FRQSEL1 LCDCLK 7 18 FRQSEL LCDEN 8 17 VREF FRQADJ IFB VFB GND OSC2 OSC1 IDSPSEL 图 4-1. EG81 管脚定义 4.2. 引脚描述引脚序号引脚名称 I/O 描述 26 VCC VCC 芯片的工作电源端 3,12 GND GND 芯片的地端 1 2 DT1 DT I I DT,DT1 是设置 PWM 输出上下 MOS 管死区时间 : 是 3nS 死区时间 ; 1 是 5nS 死区时间 ; 1 是 1.uS 死区时间 ; 11 是 1.5uS 死区时间 4 RXD I 串口通讯数据接收端 5 TXD O 串口通讯数据发送端 6 LCDDI O 串口 162 液晶显示模块指令数据输出端 7 LCDCLK O 串口 162 液晶显示模块时钟输出端 8 LCDEN O 串口 162 液晶显示模块使能端输出 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 1/11

5 EG81 芯片数据手册电流显示范围选择 : 9 IDSPSEL I 是 -3A 显示范围 ; 1 是 -3mA 显示范围 1 OSC1 I 12M 晶体振荡器引脚 1 11 OSC2 I 12M 晶体振荡器引脚 2 13 VFB I 正弦波输出电压反馈输入端 14 IFB I 负载电流反馈输入端 15 I 温度反馈输入端 16 FRQADJ I SPWM 输出频率调节端 -5V 输入 17 VREF I 芯片内部基准电源输入 SPWM 基频范围选择, 18 FRQSEL I 是输出 5Hz 频率 ; 1 是输出 6Hz 频率 ; 19 FRQSEL1 I 1 是输出频率范围 -1Hz 由 FRQADJ 引脚调节 ; 11 是输出频率范围 -4Hz 由 FRQADJ 引脚调节单极性双极性调制方式选择 : 2 MODSEL I 是单极性调制方式 ; 1 是双极性调制方式软启动功能使能输入端 : 21 SST I 是不支持软启动功能 ; 1 是支持软启动功能, 软启动时间为 1S 22 NC - 空脚 23 SPWMEN I SPWM 输出使能端, 是启动 SPWM 输出, 1 是关闭 SPWM 输出外接风扇控制, 当引脚检测到温度高于 45 时, 输出高 24 FANCTR O 电平 1 使风扇运行, 运行后温度低于 4 时, 输出低电平使风扇停止工作外接 LED 报警输出, 当故障发生时输出低电平点亮 LED 正常 : 长亮 25 LEDOUT O 过流 : 闪烁 2 下, 灭 2 秒, 一直循环过压 : 闪烁 3 下, 灭 2 秒, 一直循环欠压 : 闪烁 4 下, 灭 2 秒, 一直循环过温 : 闪烁 5 下, 灭 2 秒, 一直循环 27 O 第一路 SPWM 上管输出 28 SPWMOUT2 O 第一路 SPWM 下管输出 29 SPWMOUT3 O 第二路 SPWM 上管输出 3 SPWMOUT4 O 第二路 SPWM 下管输出 31 FRQOUT O SPWM 基频输出引脚变频变压功能使能脚 : 32 VVVF I 是变频不变压模式 ; 1 是变频变压模式, 应用于变频器及电机控制 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 2/11

6 6 2 1 上海屹晶微电子有限公司 5. 结构框图 EG81 芯片数据手册 17 VREF VFB IFB FRQADJ OSC1 OSC2 反馈信号处理模块 OSC SPWM 发生器 SPWMOUT2 SPWMOUT3 SPWMOUT4 FRQOUT DT1 DT FRQSEL FRQSEL1 MODSEL SST VVVF IDSPSEL SPWMEN 状态控制器 162 液晶显示模块串口通讯模块 LCD_DI LCD_CLK LCD_EN TXD RXD FANCTR LEDOUT 图 5-1. EG81 结构框图 6. 典型应用电路 +4V C1 C6 R9 1K 22p Y1 12M 22p VFB IFB VFB IFB C1.1uF LCD_EN 8 LCD_CLK 7 LCD_DI TXD 5 RXD 4 GND 3 DT DT1 9 VVVF IDSPSEL 1 OSC1 FRQOUT 11 OSC2 SPWMOUT4 12 GND SPWMOUT3 13 VFB SPWMOUT IFB 15 VCC FRQADJ 17 VREF 18 FRQSEL 19 FRQSEL1 2 MODSEL 21 SST 22 NC 23 SPWMEN FAN OUT 24 FANCTR U1 EG LEDOUT 25 D7 LED FRQOUT C7 C8.1uF 1uF R16 2K U2 16 LO 1 15 NC 14 VSS COM 2 VCC 3 13 LIN 12 SD NC 4 11 HIN NC 5 1 VDD VS 6 VB 7 9 NC NC HO 8 C3 C5 IR211 1uF.1uF U3 16 LO 1 15 NC 14 VSS COM 2 LIN VCC SD NC 4 11 HIN NC 5 1 VDD VS 6 VB 7 C11 C12 9 NC NC HO 8 1uF.1uF IR211 E1 1uF D3 1N C2.1uF E3 D6 1N C9.1uF 1uF E2 1uF E4 1uF +15V D1 1N R1 4.7 R3 D4 1N R6 4.7 R1 Q1 D2 1N4148 Q2 2 1 R K NMOS/6V R4 1K NMOS/6V L1 1mH Q3 D5 1N4148 Q4 2 1 R K NMOS/6V R11 1K NMOS/6V VFB R14 1K IFB IFB C15 R15.1uF.1 C4 2.2uF R5 2K VFB R13 C13 R12.1uF 1K 1K OUT+ OUT- R8 1K RT1 C14.1uF NTC/1K EG81 SPWM 正弦波发生芯片高压 NMOS 驱动电路功率 MOS 开关和滤波电路 Note: 1. 固定频率模式下 5Hz(FRQSEL1,FRQSEL=) 或 6Hz(FRQSEL1,FRQSEL=1),FRQADJ 和 VVVF 引脚无效, 正弦波输出电压大小由反馈电阻 R13 进行调整或调压, 可以应用在调光和调压场合 2. 固定电压变频模式下 (VVVF 引脚为低电平 )~1Hz(FRQSEL1,FRQSEL=1) 或 Hz~4Hz(FRQSEL1,FRQSEL=11), 输出频率由 R9(FRQADJ 引脚 ) 调节, 输出电压由 R13 设置 3. 变频变压模式 (VVVF 引脚为 1 高电平 )~1Hz(FRQSEL1,FRQSEL=1) 或 Hz~4Hz(FRQSEL1,FRQSEL=11), 由 R9(FRQADJ 引脚 ) 调节输出频率和输出电压内部电路保持 V/F= 常数,R13 设置输出频率为 5Hz 时输出电压有效值为 22V 4. 应用在小功率逆变器或调压调光系统中, 高压 MOS 驱动芯片可以选用 IR213, 降低系统成本图 6-1. EG81 纯正弦波逆变器典型应用电路图 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 3/11

7 7. 电气特性 EG81 芯片数据手册 7.1 极限参数无另外说明, 在 TA=25 条件下符号参数名称测试条件最小最大单位 VCC 电源 Vcc 引脚相对 GND 的电压 V I/O 所有输入输出端口所有 I/O 引脚对 GND 的电压 V Isink Isource 输出引脚的最大输出灌电流输出引脚的最大输出拉电流 ma ma TA 环境温度 Tstr 储存温度注 : 超出所列的极限参数可能导致芯片内部永久性损坏, 在极限的条件长时间运行会影响芯片的可靠性 7.2 典型参数无另外说明, 在 TA=25,Vcc=5V,OSC=12MHz 符号参数名称测试条件最小典型最大单位 Vcc 电源 V I/O 所有输入输出所有 I/O 引脚对 GND 的电压 - 5 V Icc 静态电流 Vcc=5V,OSC=12MHz ma VFB 峰值反馈基准电压 Vcc=5V 3. V IFB 电流保护基准电压 Vcc=5V.5 V 温度保护基准电压 Vcc=5V 4.6 V Vin(H) 输入逻辑信号高电位 Vcc=5V V Vin(L) 输入逻辑信号低电位 Vcc=5V V Vout(H) 输出逻辑信号高电平 Vcc=5V,IOH=-3mA V Vout(L) 输出逻辑信号低电平 Vcc=5V,IOL=1mA V Isink Isource 输出引脚的最大输出灌电流输出引脚的最大输出拉电流 ma ma 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 4/11

8 8. 应用设计 EG81 芯片数据手册 8.1 输出电压反馈 EG81 芯片的引脚 VFB 是测量逆变器输出的交流电压, 电路结构如图 8.1a 电压采样反馈部分, 测量反馈的峰值电压和内部基准正弦波峰值电压 3V 进行误差计算, 对输出电压值作出相应调整, 当输出电压升高时, 该引脚电压也随之升高, 经内部电路误差值计算后调整幅度因子乘法器系数, 实现降低输出电压达到稳压过程, 反之, 当该引脚的电压减低时, 芯片会作出升高输出电压 +4V(DC) 1mH 2.2uF 22V/5Hz 交流电压输出.1ohm 1K 电流采样反馈.1uF 27 SPWMOUT2 28 SPWMOUT3 29 SPWMOUT4 3 EG81 14 IFB 13 VFB.1uF 2K 1K 1K 电压采样反馈 Driver 图 8.1a EG81 交流输出峰值电压检测电路 CH1:22V/5Hz 正弦波输出波形 CH1: VFB 反馈信号输入波形图 8.1b 实测的 SPWM 单极性调制纯正弦波输出波形和 VFB 反馈波形图 8.1b 为单极性调制方式的实际测试波形,EG81 采用了峰值点采样输出电压, 具有稳压精度高电压调整速度快, 当某种原因导致输出电压发生偏离如负载变化或输入电压波动等因数,EG81 能在 1-3 个交流电周期内调整到期望的输出电压, 同样 EG81 的双极性调制方式也采用了峰值电压采样, 同样能实现 1-3 个交流电周期内调整完毕为防止过低输出电压供应到负载,EG81 内部设定调压 / 稳压范围大约是最高输出电压的 6%~1%, 同时 EG81 内部设定了过压和欠压保护功能, 过压保护设定值 3.15V 延时时间为 3mS, 欠压保护设定值 2.75V 延时时间为 3S, 当发生过压或欠压保护时,EG81 芯片将输出引脚 ~SPWMOUT4 到电平, 关闭所有功率 MOSFET 使输出电压到低电平, 一旦进入过压和欠压保护后,EG81 将在 8S 后释放重新打开功率 MOSFET 管再判断输出电压情况 8.2 输出电流反馈 EG81 芯片的引脚 IFB 是测量逆变器输出负载电流, 主要用于过流保护检测, 电路结构如图 8.1a 电流采样反馈部分, 该引脚内部的基准峰值电压设定为.5V 过流检测延时时间 6mS, 当某种原因导致负载电流偏高超出逆变器的负载电流,EG81 芯片将输出引脚 ~SPWMOUT4 到电平, 关闭所有功率 MOSFET 使输出电压到低电平, 该功能是主要保护功率 MOSFET 和负载, 一旦进入过流保护后,EG81 将在 15S 后释放重新打开功率 MOSFET 管再判断负载过流情况如果某些场合如启动电流比较大时间比较长, 不适合应用此功能的, 可以将 IFB 引脚接地 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 5/11

9 EG81 芯片数据手册 8.3 温度检测反馈 EG81 芯片的引脚是测量逆变器的工作温度, 主要用于过温保护检测和工作温度输出显示到 162 LCD 模块上, 电路结构如图 8.3a 温度检测电路, 如图所示 NTC 热敏电阻 RT1 和测量电阻 RF1 组成一个简单的分压电路, 分压值随着温度值变化而变化数值, 这个电压的大小将反映出 NTC 电阻的大小从而得到相应的温度值 NTC 选用 25 对应阻值 1K 的热敏电阻, 引脚的过温电压设定在 4.6V, 当发生过温保护时, EG81 芯片将输出引脚 ~SPWMOUT4 到电平, 关闭所有功率 MOSFET 使输出电压到低电平, 一旦进入过温保护后,EG81 将重新判断工作温度, 如果引脚的电压低于 4.3V,EG81 将退出过温保护, 逆变器正常工作如果不使用过温保护功能, 该引脚需要被接地 EG uF RT1 NTC RF1 温度检测电路 1K 图 8.3a EG81 温度检测电路 8.4 死区时间设置 EG81 芯片的引脚 DT1,DT 是控制死区时间, 死区时间控制是功率 MOS 管的重要参数之一, 如果无死区时间或太小会导致上下功率 MOS 管同时导通而烧毁 MOS 管现象, 如果死区太大会导致波形失真及功率管发热严重现象, 图 8.4a 为 EG81 内部死区控制时序, 如图所示引脚 DT1,DT 去设置 4 种死区时间, 是 3nS 死区时间, 1 是 5nS 死区时间, 1 是 1uS 死区时间, 11 是 1.5us 死区时间 3nS 3nS DT1,DT= SPWMOUT3 SPWMOUT2 SPWMOUT4 5nS 5nS DT1,DT=1 SPWMOUT3 SPWMOUT2 SPWMOUT4 1uS 1uS DT1,DT=1 SPWMOUT3 SPWMOUT2 SPWMOUT4 1.5uS 1.5uS DT1,DT=11 SPWMOUT3 SPWMOUT2 SPWMOUT4 图 8.4a EG81 死区控制设置 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 6/11

10 EG81 芯片数据手册 8.5 频率设定 EG81 芯片的引脚 FRQSEL1,FRQSEL 是设定频率模式, 固定频率模式为是输出 5Hz 频率, 1 是输出 6Hz 频率, 固定频率模式下 FRQADJ 引脚无效 ; 可调频率模式为 1 是输出频率范围 ~1Hz 可调, 11 是输出频率范围 ~4Hz 可调, 可调频率由 FRQADJ 引脚调节电路如图 8.4a,FRQADJ 引脚的输入电压从 ~5V 变化, 对应的基波输出频率从 ~1Hz 或 ~4Hz 变化, 此功能结合 VVVF 引脚可以应用在单相变频器系统 FRQSEL 可调频率模式 : 1:~1Hz 11:~4Hz FRQSEL EG81 16 FRQADJ.1uF RADJ1 1K 频率可调电路图 8.5a EG81 频率调节电路 8.6 VVVF 变频变压模式为了保证电动机在变频时的电磁转矩恒定,EG81 在 VVVF 为 1 的模式下保证 V/F 的值为常数即在输出频率调节的同时调整输出电压 ;VVVF 为的模式下, 在输出频率调节时不调整输出电压 8.7 三线式串行接口 162 液晶显示控制 EG81 支持三线式串行接口 162 液晶显示模块, 该功能实现显示逆变器的电压频率温度和电流等给用户观察, 连接方式如果图 8.6a 所示 EG LCDDI LCDCLK LCDEN DI CLK EN 162 液晶模块图 8.7a EG81 三线式串行接口 162 液晶显示模块 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 7/11

11 EG81 芯片数据手册 8.8 RS232 串口通讯接口 EG81 应用于 RS232 串口通讯接口设置逆变器的电压频率死区等参数, 应用时需要光耦隔离通讯如图 8.8a iso.1uf 3.3K RS232_RX GND EG81_TXD 51 iso_gnd EG81_RXD.1uF 3.3K iso GND GND 51 RS232_TX 图 8.8a RS232 光耦隔离通讯电路 EG81 串口参数设置寄存器如下 : 串口参数 : 波特率 :24 数据位 :8 校验位 : 无停止位 :1 协议描述 : 通信中,EG81 作为从机, 用户可使用 MCU 或 PC 机作为主机从机一旦接收到主机发送的命令, 立即产生响应, 回复数据给主机通讯协议数据格式主机发送 : CODE DATA 从机返回 : BYTE1 BYTE2 BYTE3 BYTE4 BYTE5 串口参数 :24 8 N 1 数据格式如图, 在一次操作中, 主机发送两个字节数据, 第一个字节为命令字节, 第二个字节为数据字节从机接收到主机两个字节后, 立即返回四个字节数据 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 8/11

12 命令格式 : 上海屹晶微电子有限公司 EG81 芯片数据手册读模式 : 1. 读电压电流温度频率数据 : 读电压电流温度频率 AD 值芯片返回 BYTE( 电压 AD 值 ),BYTE1( 电功能流 AD 值 ),BYTE2( 温度 AD 值 ), BYTE3( 频率 AD 值 ) BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT 主机 CODE 1H( 读命令 ) 1 发送 DATA H BYTE1 电压 V7 V6 V5 V4 V3 V2 V1 V 从机 BYTE2 电流 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I 返回 BYTE3 温度 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T BYTE4 频率 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F BYTE5 保留 V7~V 是 VFB 引脚反馈电压 AD 值 I7~I 是 IFB 引脚反馈电流 AD 值 T7~T 是引脚反馈温度 AD 值 F7~F 是设置正弦波输出频率 2. 写控制数据功能使串口数据无效, 启用外部端口设置芯片接收到命令后, 返回的 BYTE 为命令字节 (81H), 表示写成功 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT 主机 CODE 81H 1 1 发送 CTL 控制字 MOD DT1 DT VVVF SST MS FS1 FS BYTE1 81H 1 1 从机 BYTE2 保留返回 BYTE3 保留 BYTE4 保留 BYTE5 保留 MOD 是设置控制模式, 为外部端口设置控制, 1 为内部寄存器设置控制 DT1,DT 是死区控制时间设定, 是 3nS, 1 是 5nS, 1 是 1uS, 11 是 1.5uS VVVF 是变频变压模式选择, 是变频不变压模式, 1 是变频变压模式 SST 是软启动模式选择, 是关闭软启动模式, 1 是启用软启动模式 MS 是调制方式选择, 是单极性调制方式, 1 是双极性调制方式 FS1,FS 是基波频率选择, 是 5Hz, 1 是 6Hz, 1 是 ~1Hz, 11 是 ~4Hz 3. 写输出频率功能写输出频率芯片接收到命令后, 返回的 BYTE 为命令字节 (82H), 表示写成功 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT 主机 CODE 82H 1 1 发送 FRQ 字节 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 9/11

13 EG81 芯片数据手册 BYTE1 82H 1 1 从机 BYTE2 保留返回 BYTE3 保留 BYTE4 保留 BYTE5 保留当 FRQSEL1,FRQSEL= 1 时 Frq7~Frq 的数据为 x 时, 输出的频率为 Hz Frq7~Frq 的数据为 xff 时, 输出的频率为 1Hz Frq7~Frq 的数据为 x7f 时, 输出的频率为 5Hz 当 FRQSEL1,FRQSEL= 11 时 Frq7~Frq 的数据为 x 时, 输出的频率为 Hz Frq7~Frq 的数据为 xff 时, 输出的频率为 4Hz Frq7~Frq 的数据为 x7f 时, 输出的频率为 2Hz 以上频率的调整为线性调整方式 4. 写输出电压功能写输出频率芯片接收到命令后, 返回的 BYTE 为命令字节 (83H), 表示写成功 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT 主机 CODE 83H 发送 Vol 字节 V7 V6 V5 V4 V3 V2 V1 V BYTE1 83H 从机 BYTE2 保留返回 BYTE3 保留 BYTE4 保留 BYTE5 保留电压的调整为线性调整方式,1LSB 为 19.6mV Vol7 ~Vol 的数据范围为 x8c~xa, 对应 VFB 引脚电压为 2.75V~3.15V 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 1/11

14 9. 封装尺寸 EG81 芯片数据手册 1. LQFQ32 封装尺寸 : D D C eb E 1 E L 1 e b 8 F A 3 b b1 θ L1 细节 F A 1 A 2 A 金属引脚截面 c 1 c 镀层符号 A A1 A2 A3 b b1 c c1 D D1 E E1 e eb L L1 θ MIN NOM BSC BSC MAX 单位 mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm O 21 上海屹晶微电子有限公司版权所有 11/11

EG8010 SPWM芯片数据手册

EG8010 SPWM芯片数据手册 ELECTRONIC GIANT EG00 SPWM 芯片数据手册单相纯正弦波逆变器专用芯片 00 屹晶微电子有限公司版权所有 REV. 屹晶微电子有限公司 EG00 芯片数据手册 V. 版本变更记录版本号日期描述 V.0 00 年月日 EG00 数据手册初稿 V.0 00 年 0 月日. 更新 EG00 管脚定义和功能 V.0 V.0 管脚定义的功能定义的功能 Pin LCDDI