基于數(shù)字信號(hào)處理器tms320f2812的逆變電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-23 21:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TMS320F2412）。這款 DSP 控制芯片有以下特點(diǎn)： 1）采用高性能靜態(tài) CMOS 技術(shù)，使供電電壓降為 。減小了控制器的功耗： 40MIPS 的執(zhí)行速 度，提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。 2）片內(nèi)有 32K 字的 FLASH 程序存儲(chǔ)器和 字的數(shù)據(jù) /程序 RAM,544 字雙口 RAM(DASRAM)和 2K 字的單口 RAM(SARAM)。 3） 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為 375ns。可以以?xún)蓚€(gè) 8 通道的雙排序方式采樣，或一個(gè) 16 通道排序方式采樣。 4）看門(mén)狗定時(shí)模塊 (WDT)。 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 隔離驅(qū)動(dòng)電路采用 A3120 光耦隔離型驅(qū)動(dòng)電路， A3120 結(jié)構(gòu)框圖及驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。 A3120 是美國(guó)惠普公司生產(chǎn)的用于驅(qū)動(dòng) IGBT、 MOSFET 器件的光電耦合 器，該芯片內(nèi)部集成有光耦、接口和功放單元，可驅(qū)動(dòng) 1200V/100A 的 IGBT 模塊。 該驅(qū)動(dòng)芯片的主要特點(diǎn)為： （ 1） 工作電源電壓范圍寬（ 15V～ 30V）； （ 2） 最小的輸出電流峰值 2A； （ 3） 最大交換速度 500ns； （ 4） 具有欠壓鎖定保護(hù)（ UVLO）功能； （ 5） 輸出與輸入信號(hào)同相。 當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)， A3120 輸出為高電平，由功放級(jí)的 NPN 晶體管放大后輸出，驅(qū)動(dòng)功率器件。 當(dāng)輸入信號(hào)為低電平時(shí)， A3120 輸出為低電平，功放級(jí)的 PNP 晶體管導(dǎo)通，功率器件極間承受反向電壓關(guān)斷。 圖中， R 的大小將影響逆變器的開(kāi)關(guān)損耗，并且影響功率 開(kāi)關(guān)的關(guān)斷尖峰大小以及逆變器的輸出波形質(zhì)量。逆變橋選用不同的功率開(kāi)關(guān)，應(yīng)調(diào)整 57R 的大小，使逆變器獲得最佳的性能。 采樣電路 在數(shù)字控制系統(tǒng)中， DSP 片內(nèi) A/D 采樣能夠承受到輸入電平范圍為 0~，所以無(wú)法對(duì)所需的控制量直接進(jìn)行 A/D 采樣，因而通常需要把這些量調(diào)理后，才能接至 DSP 第 A/D 轉(zhuǎn)換口。本系統(tǒng)采用的是電壓電流雙環(huán)控制，所以包括電壓采樣電路和電流采樣電路。 在電壓電流雙閉環(huán)控制 系統(tǒng)中，需采樣逆變器的輸出電壓作為反饋量。 電流采樣電路和電壓采樣電路原理基本類(lèi)似，只需把電壓傳感器換成電流傳感器即可。 電感電流經(jīng)一電流傳感器得到與電感電流成正比的電壓信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)調(diào)理電路變換到 0~，輸入到 DSP 的 A/D 模塊采樣口。 保護(hù)電路 輸入過(guò)壓和欠壓保護(hù)電路如圖 5 所示，直流電壓保護(hù)信號(hào)取自主電路輸入電壓，經(jīng)電阻 84R 分壓和光耦隔離后送入控制電路。利用光電耦合器把各種模擬負(fù)載與數(shù)字信號(hào)源隔離開(kāi)來(lái)，也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開(kāi)。經(jīng)過(guò)光耦的保護(hù) 信號(hào)通過(guò)比較器分別與設(shè)定的最大 /最小電壓值進(jìn)行比較，如果電壓值超過(guò)限定值，比較器就輸出低電平。比較器的輸出信號(hào)相與，所得的信號(hào)送入 DSP的 PDPINT 中斷口。當(dāng)器件引腳 PDPINT(電源驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷 )被拉低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)外部中斷，這個(gè)中斷是為系統(tǒng)的安全操作提供的。如果 PDPINT 未被屏蔽，當(dāng)PDPINT 引腳拉低以后，所有的 PWM 輸出均為高阻態(tài)。這樣可以在過(guò)流等故障的情況下，把逆變器的 PWM 控制信號(hào)封死 ,關(guān)閉功率器件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的保護(hù)。 21D 圖 4 逆變橋功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 55R 55C 54C 15Q 16Q 56R 1514WW 58R 57R 57C 56C 13W gU A3120 4 元件參 數(shù)計(jì)算 輸出濾波電感 Lf、濾波電容 Cf的選取 取 mH1?fL 。 濾 波 電 容 電 流 的 有 效 值 為 ： 2 01020502 6 ??????? ??? ofocf UCI 110%負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流的有效值為 A5220 %1101000m a xm a x ???? ooo UPI 容性負(fù)載時(shí)電感電流最大，因此電感電流有效值為A6)90c os (*22 m a x2 ????? LLfcfocfLf IIIII ??其中， 1??L? 。 考 慮 到 濾 波 電 感 電 流 的 脈 動(dòng) 量 ， 濾 波 電 感 的 電 流 峰 值 為%)101(2%)101(m a x ?????? LfLf II Lf 選用 MnZn R2KBD 型鐵氧體材料鐵心 PM62*49，其磁路截面積)( 2?CS 窗口面積 )( 2?Q ，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 GS5100?SB ，選用GS3800?MB ，濾波電感匝數(shù)為： 443m a x ???? ??? ???CMLff SB ILN 取 N=52 匝，氣隙 ?? fCoo LSN?? 。 按濾波電感電流有效值 A6?LfI 選取導(dǎo)線，取 2mmA3?j ,導(dǎo)線 截面積2mm236 ??jI Lf ，導(dǎo)線選用 2cm 的銅皮。
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