閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
控制系統(tǒng)

TMS 32OF2812與IPM的通用電路設(shè)計(jì)

星之球激光 來源:與非網(wǎng)2012-01-10 我要評論(0 )   

摘要 : 實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器,討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn),使用外部可編程電路對所設(shè)計(jì)濾波器帶...

摘要

 

實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器,討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTA—C)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn),使用外部可編程電路對所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制,并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為1~26 MHz,阻帶抑制率大于35 dB,帶內(nèi)波紋小于0.5 dB,采用1.8 V電源,TSMC 0.18μm CMOS工藝庫仿真,功耗小于21 mW,頻響曲線接近理想狀態(tài)。

 

引言:


隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,功耗與節(jié)能為電子技術(shù)提出了新的要求。在電力電子技術(shù)方面,交流電機(jī)的變頻調(diào)速更成了電機(jī)控制的主流,變頻調(diào)速是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。主要采用交流一直流一交流方式,即把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源。變頻調(diào)速技術(shù)憑借其節(jié)能降耗、改善工藝和提高控制精度等方面的優(yōu)點(diǎn),使得變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)揮了交流電機(jī)本身固有的優(yōu)點(diǎn),解決了交流電機(jī)調(diào)速性能先天不足的問題。本文先對TMS320F2812芯片和智能功率模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,根據(jù)他們的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了通用變頻電路設(shè)計(jì)方案。在實(shí)際的應(yīng)用中可以根據(jù)控制方式的需要,制定不同的控制方式,廣泛應(yīng)用于三相異步電機(jī)的SVPWM控制。

1 變頻調(diào)速方式


交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n1=60f/p,再根據(jù)異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率s=(n1-n)/n1,可知交流異步機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:n=n1(1-s)=(1-s)60f/p,其中P為極對數(shù),s為轉(zhuǎn)差率,f為定子供電頻率,當(dāng)p和s為定植時(shí),要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,只需要改變f就可以了,根據(jù)控制方式的不同,一般可以分為三種調(diào)速方式:在變頻調(diào)速過程中保持定子電壓和定子供電頻率之比為常數(shù),即恒磁通變頻調(diào)速,保持定子電流不變的恒流控制調(diào)速方式,保掙恒電磁通調(diào)速方式。
在具體控制上,可以采用VVVF(Variable Voltagevariable Frequency)變頻或矢量控制變頻控制方式,在電路設(shè)計(jì)時(shí),需要實(shí)時(shí)采樣相電壓以及各相電流,根據(jù)控制方式的不同,可以選用不同的算法程序。

2 高速DSP芯片TMS320F2812介紹


TMS320F2812DSP是德州儀器公司(TI)推出的一款32位高性能數(shù)字信號處理器,它是專為控制設(shè)計(jì)的高速DSP芯片,擁有峰值每秒運(yùn)行150萬條指令(MIPs)的處理速度和單周期完成32×32位MAC運(yùn)算的功能,再加上兩個(gè)事件管理器(EVA和EVB)、片上Flash以及片上RAM和AD轉(zhuǎn)換模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)快速的數(shù)字信號處理算法,在三相異步電機(jī)控制系統(tǒng)中廣泛的被采用。


(1)高性能的32位中央處理器


主頻150MHZ(時(shí)鐘周期6.67ns),低功耗(核心低壓1.8v,I/O口3.3v),16位×16位和32位×32位乘且累加操作以及16位×16位的兩個(gè)乘且累加,統(tǒng)一的寄存器編程模式,可達(dá)4M字的線性程序地址和數(shù)據(jù)地址。


(2)片內(nèi)存儲器


8Kx16位的Flash存儲器
1Kx16位的0TP型只讀存儲器
L0和L1:兩塊4Kx16位的單口隨機(jī)存儲器(SARAM)
HO:一塊8Kx16位的單口隨機(jī)存儲器
M0和M1:兩塊1Kx16位的單口隨機(jī)存儲器


(3)時(shí)鐘與系統(tǒng)控制


支持動(dòng)態(tài)的改變鎖相環(huán)的頻率(PLL)
片內(nèi)振蕩器
看門狗定時(shí)器模塊
CPU級和外設(shè)級中斷相結(jié)合的控制系統(tǒng)

(4)豐富的外圍設(shè)備


兩個(gè)事件管理器(EVA、EVB)
串行外圍接口(SPI)
兩個(gè)串行通信接口(SCI),標(biāo)準(zhǔn)的UART
改進(jìn)的控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ECAN)
多通道緩沖串行接口(MCBSP)
16通道12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)


3 智能功率模塊 IPM

特點(diǎn)如下:提高可靠性和馬達(dá)效率(死區(qū)時(shí)間減少),單電源15V供電,實(shí)現(xiàn)低損耗;熱阻低,易于散熱,簡化了設(shè)計(jì)空間,低成本單模封裝,方便了集中安裝接散熱片,為設(shè)計(jì)高集成度的電機(jī)控制器提供了便利;內(nèi)置短路、欠壓保護(hù)電路。且不需要高速光耦隔離,明顯減少了電機(jī)的死區(qū)時(shí)間;輸入接口電路采用高電平驅(qū)動(dòng)邏輯,消除了舊產(chǎn)品低電平驅(qū)動(dòng)方式對電源投入和切斷時(shí)的時(shí)序要求。增強(qiáng)了模塊自保護(hù)能力;輸入信號端內(nèi)置下拉電阻,外部無須再下拉電阻,可直接由DSP或3V級單片機(jī)驅(qū)動(dòng)。

如上圖所示,圖1為IPM模塊的上驅(qū)動(dòng)部分,圖2為IPM模塊的下驅(qū)動(dòng)部分。一個(gè)完整的DIP-IPM模塊包括三個(gè)上驅(qū)動(dòng)部分和一個(gè)下驅(qū)動(dòng)部分,在圖1中給出的只是U相的驅(qū)動(dòng)電路,V、W相與U相的電路完全相同。下面就結(jié)合內(nèi)部結(jié)構(gòu)對模塊進(jìn)行說明。


UP,VP,WP,UN,VN,WN,控制信號輸入端子,此為控制開關(guān)運(yùn)行的信號輸入端子,信號為電壓型。這些端子在模塊內(nèi)部與5V CMOS施密特觸發(fā)電路相連。各信號線可直接與單片機(jī)輸出口連接,無需接光耦隔離。


P為逆變器直流母線的正電源端。在模塊內(nèi)部,此端與上臂IGBT的集電極相連。為抑制直流母線引線和PCB上寄生電感引起的浪涌電壓,應(yīng)在非常靠近P,N端子處加平滑電容或具有良好頻率特性的小薄膜電容。
N為逆變器直流母線的負(fù)電源端(主電路地)。在模塊內(nèi)部,此端與下臂IGBT的發(fā)射極相連。

 

轉(zhuǎn)載請注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀