随着电力电子技术和微电子技术的飞速发展，变频调速技术也在日新月异地进步。智能微控制器的不断完善和智能功率模块(IPM)的更新换代更加促进了变频调速技术的进步。近十多年来，以半导体功率器件为基础的PWM变频及脉宽调速技术在各个领域得到了广泛的应用。如何在普通环境中应用最新的电子技术成果，通过优化PWM算法提高控制性能，一直是技术人员的不懈追求。
本文介绍三菱公司最近推出的一种16位专用变频调速微处理器M37906及三菱公司第四代智能功率模块DIP-IPM的性能特点，并结合不对称规则采样PWM算法，对微处理器M37906和智能功率模块PS21245组成的变频器的软硬件进行说明。
1 M37906微处理器
1.1 M37906微处理器的功能和特点
M37906微处理器采用高性能硅栅CMOS工艺，具有42脚塑料表面粘贴(SSOP)和42脚塑窄脚双列直插(SDIP)两种封装形式，提供FLASH芯片和掩膜ROM芯片两种供货方式，其基本特点如下：
基于指令 203条
指令执行时间 50ns(系统时钟20MHz)
存储器容量
片内ROM 32K byte
片内RAM 1024 byte
可编程输入/输出口 30 (P1，P2，P5，P6，P7)
串行通行口 2路
多功能定时器
AT0～TA9 10路16位
TB0～TB2 3路16位
看门狗定时器 1路12位
中断源 23
外部中断(INT3、INT4、INT5、INT6、INT7)
内部中断(TA0～TA9)(TB0～TB2)
(UART0、UART1、A/D)
中断优先级 7
A/D转换 5路10位
D/A转换 2路8位
供电电源 5V±0.5V
工作环境 -20℃±85℃
功耗 255mW(20MHz)
1.2 M37906单片微处理器[2]
M37906 单片微处理器是M7900系列16位单片机中专为三相电机驱动而设计的微处理芯片，特别适合于三相直流无刷电机的控制，结构封装如图1所示。其所有的 I/O口除了具有双向输入/输出功能外还具有其它复合功能。其中DA0和DA1为D/A转换口，可用于系统模拟量的输出;AN0～AN4是A/D转换接口，可用于模拟量的采集;WN、VN、UN和W、V、U是产生三相PWM控制信号的接口，可用于对三相电机的驱动;IDU、IDV、IDW为三相位置检测口，用于三相无刷电机控制中对转子位置的实时检测;其余的定时器输入、定时器输出、串行通信接口等与普通单片机基本相同。下面着重介绍M37906处理器中三相PWM波形的生成和与此相关的定时器的工作方式。
M37906处理器内部具有TA0～TA9和TB0～TB2共十三个16位的多功能定时器。定时器之间相互独立，每个定时器都可以选择其独立的工作方式。定时器TA0～TA9有四种工作方式：
定时工作方式：定时器对内部计数源计数。有普通、带门控功能、带脉冲输出三种方式。
事件计数方式：定时器对一个外部脉冲计数，可对单相或两相外部信号计数。
单次脉冲方式：定时器输出一个给定宽度的脉冲信号，该方式只触发一个，解发后停止记数。
脉冲宽度调制(PWM)方式：定时器输出给定宽度的连续脉冲。
定时器TB0～TB2有三种工作方式：
定时工作方式：定时器对内部计数源计数。工作情况与定时器TA相同。
事件计数方式：定时器对一个外部脉冲计数，只能对单相外部脉冲信号计数。
脉冲周期/脉冲宽度测量方式：定时器测量外部脉冲的周期或宽度。
