Трифазен генератор с променлива честота.

Програмата и веригата са създадени като продължение на статията "Генератор на синусоидални сигнали за захранване на двигател с променлив ток с регулиране на честотата". Целта на разработката беше да покаже принципа на образуване и метода за регулиране на многофазни синусоиди. Очевидно такъв генератор може да бъде полезен за управление на трифазни асинхронни двигатели, тази тема е много актуална в момента. Разглежданата схема все още е само главен генератор, но в бъдеще се планира да се произвеждат мощни усилватели, реверс, токова защита и т.н. Синусоидалното напрежение се генерира от микроконтролери, обикновено използвайки ШИМ (Pulse Width Modulation). Трудността се крие във факта, че плавното регулиране на честотата е доста проблематично за извършване. Но ако си спомняте, че новите AVR контролери имат възможност програмно да променят тактовата честота, тогава проблемът е опростен. Ако микроконтролерът е конфигуриран да работи от вътрешен генератор, неговата тактова честота се определя от номера в регистъра OSCCAL. За да се регулира плавно тактовата честота, е достатъчно да се измери напрежението с вътрешния ADC на плъзгача на потенциометъра, който е свързан между „земята“ и захранващото напрежение, и след това да се запише получената стойност в този регистър. Точно това е показано на фиг. 1 схематична диаграма.

Контролерът ATmega48 не е избран случайно, той съдържа три ШИМ таймера и осем-канален ADC. По този начин всичко, от което се нуждаете, е "на борда", за главния осцилатор са необходими само няколко пасивни елемента.

Таймерите работят в (Режим на правилна фаза на ШИМ). Този режим се оказа много по-приемлив за генериране на синусоидално напрежение от режима Fast PWM, използван в предишната статия.
За полувълна на синусоида се съставя таблица от 24 стойности. Всеки таймер генерира последователност (PWM_0, PWM_1, PWM_2) съгласно тази таблица, но с фазово отместване от 120 градуса. За превключване на положителните и отрицателните полувълни се генерират две антифазни квадратни вълни (F_0P, F_0N), (F_1P, F_1N), (F_2P, F_2N) със синусоидална честота. Няма смисъл да се инвертира сигналът на отрицателната полувълна, тъй като няма мощни транзистори с високо напрежение с P канал.
За по-голяма яснота представяме осцилограма на веригата на фиг. 2.

Горната осцилограма е напрежението F_0P, което комутира положителната полувълна на фаза А. По-долу е сигналът PWM_0 (некомутирани полувълни на фаза A). Под него има сигнал, който образува положителна полувълна на фаза А. И последната осцилограма е положителна половин вълна на фаза Б. Както можете да видите от фигурата, всяка "опаковка" се състои от двадесет и четири импулса - според до броя на цифрите в таблицата.

На фиг. 1 има три йерархични блока - това са усилватели с високо напрежение. Техният дизайн на веригата е само пример, показан на фиг. 3.

Използват се високоскоростни оптрони, NAND елементи - с отворен колектор, KT972 са подходящи като композитни транзистори. Транзисторите Q3, Q6 служат за ускоряване на затварянето на полеви транзистори Q2, Q5.