【導(dǎo)讀】變頻調(diào)速技術(shù)還將會取得巨大進步。在交流變頻調(diào)速領(lǐng)域中，脈寬調(diào)制技術(shù)作為一項關(guān)鍵。應(yīng)用最廣泛的一種控制方式。頻比控制，設(shè)計了基于DSP的通用變頻調(diào)速系統(tǒng)。理、參數(shù)計算以及各部分器件的選取。接著介紹了TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A的。一些特點和內(nèi)部資源以及SPWM波形原理和控制算法。取而代之的趨勢，這是現(xiàn)代電力拖動發(fā)展的主要特征。處理器不斷發(fā)展等。交流電機調(diào)速方法都存在效率低，不經(jīng)濟等缺點。由于投資大，效率低，體積大而未能推廣。20世紀(jì)50年代中期，晶閘管的研制成功，晶閘管具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、管壓低等。優(yōu)點，從而產(chǎn)生了新的調(diào)速系統(tǒng)。目前變頻調(diào)速的主要方案有：同步電機自控式變頻調(diào)速，正弦脈寬調(diào)制變頻調(diào)速，矢量控制變頻調(diào)速，直接轉(zhuǎn)矩控制及無度傳感器控制等。些變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于大功率半導(dǎo)體器件的制造水平。速系統(tǒng)自身的性能，必須實現(xiàn)交流調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。例如由Intel公司1983年開

　　

【正文】 。 二次側(cè)：電流傳輸比 (CTR)：當(dāng) FI =1mA 時， CTR=84%。 (4)電路參數(shù)計算 將 FI 的值取在光耦線性工作區(qū)內(nèi)： 設(shè) FI =1mA ， VF= 32 mAkVRVI FR ??? (315) mAIII RFR 242 ??? (316) ?????? kmAVIVUR RFD C P 1502/)(/)( 22 (317) WKVRVUP FDC PR )(/)( 22222 ????? ? (318) 故可以選取 R2為 155k? /2W。 欠壓保護參考點的設(shè)置： ? ?? ? R P IC T RIRVURPC T RIV RFd ???????? 4211 /1 =((280－ )/)A 84% 10000Ω = (319) 過壓保護參考點的設(shè)置： ? ?? ? R P IC T RIRVURPC T RIV RFd ???????? 4222 /1 =((342－ )/)A 84% 10000Ω = V (320) 實際中根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試。 限流啟動電路 此電路是用來防止在開啟主回路時，由于儲能電容大，加之在接入電源時電容器兩端的電壓為零，故當(dāng)主電路剛合上電源的瞬間，濾波電容器的充電電流是很大的，過大的沖擊電流將可能使整 流橋的二極管損壞。因此為了保護整流橋，在主電路上串接入限流電阻 1R ，當(dāng)濾波電容上的電壓達到電機正常運行的 65%時，電壓繼電器常開觸頭閉合，將電阻 1R 短路，結(jié)束限流起動過程，進入正常運行狀態(tài)。電路如圖 37所示。 (1)工作原理與過壓、欠壓保護相類似?？刂菩盘栆彩菑闹骰芈窞V波電容器兩端取出，經(jīng)電阻 2R ， 1R 分壓和 光耦隔離后送入比較電路，兩者共用一個光電隔離器。當(dāng)采樣信號高于參考電壓，則運放輸出高電平，三極管 1Q 導(dǎo)通，電壓繼電器動作，其常觸點閉合，將 1R短路。 (2)限流起動電路的工作點 33 ? ?? ? 64263 /%65 RC T RIRVURC T RIV RFDC Pd ???????? =((202－ )/) A 84% 10000Ω = (320) 實際可現(xiàn)場調(diào)試。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 13 J un 20 08 S h e e t of F il e : E : \畢業(yè)設(shè)計 \最終論文 \ pr ot e l \主電路 ~ D B D r a w n B y:V R 1R1D1R3R8R7R7R6Q1N P NU 1AL M 3 93R P 1O1R4R2C1+ 12V+ 12V + 12V+NP 圖 3 7 限流啟動電路 控制電路的設(shè)計 本系統(tǒng)采用高性能的 DSP(TMS320LF2407A)為控制核心，與頻率輸入電路、光耦隔離電路構(gòu)成了結(jié)構(gòu)比較簡單的控制系統(tǒng)。 DSP(TMS320LF2407A)的最小系統(tǒng)電路 DSP 目標(biāo)板能為使用者提供一個方便的開發(fā)環(huán)境，開發(fā)者可以根據(jù)自己實際的使用情況設(shè)計不同的目標(biāo)，本次研究使用 的 TMS320LF2407A 目標(biāo)板是能夠開發(fā)使用 DSP 的最小系統(tǒng)板，它主要由 TMS320LF2407A 芯片、電源電路、時鐘、片外數(shù)據(jù) /程序存儲器、譯碼電路、 JTAG 仿真接口、外部總線擴展接口等組成。 DSP 最小系統(tǒng)框圖如圖 38所示： 34 D S PT M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 AI O 口 擴 展數(shù) 據(jù) R A M程 序 R A M電 平 轉(zhuǎn) 換 J T A G 仿 真 接 口時 鐘L E D電 源 :電 源 供 電系 統(tǒng) 檢 測 圖 3 8 DSP系統(tǒng)最小框圖 (1)電源電路 DSP 最小系統(tǒng)僅由一個外部 5V電源供電。由于 LF2407A 芯片供電電壓只能是 ，所以在設(shè)計電路時，需要將 5V電源變換為 給 CPU供電，因此使用了 TI公司的 5V/電源轉(zhuǎn)換芯片 TPS767D301，該芯片最大輸出電流為 1A。電路如圖 39所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 13 J un 20 08 S h e e t of F il e : E : \畢業(yè)設(shè)計 \最終論文 \ pr ot e l \主電路 ~ D B D r a w n B y:NC R E S E TNC NCG N D NCEN 1F B /N CIN 1O U TIN 1O U TNC 2R E S E TNC NCG N D NCE N NCIN 2O U TIN 2O U TNC NCNC NCT P S 76 7D 30 1SWJ6P O W E R+ C 2810 uFC 170. 1u+ 5VR 1426 0KR 1690 .8 KR 1730 .1 KR 1526 0KRSV C CC 3133 uC 200. 1uC 340. 1uR 181. 6KD1L E D+ 5V 圖 3 9 電源轉(zhuǎn)換電路 (2)片外數(shù)據(jù) /程序存儲器 為了簡化調(diào)試過程，提高調(diào)試效率，系統(tǒng)擴展了片外的數(shù)據(jù) /程序 SRAM，這樣就不用每次都把程序燒入片內(nèi) FLASH 中，可以方便在線調(diào)試。外部存儲器選用了東芝公司的 35 TC55V8128BJ12，該芯片是 128K 字 8位寬的存儲器，所以需要倆片一起組成 128K 16位的存儲空間作為 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部存儲器擴展接口如圖 310 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 13 J un 20 08 S h e e t of F il e : E : \畢業(yè)設(shè)計 \最終論文 \ pr ot e l \主電路 ~ D B D r a w n B y:A030I /O 127A129I /O 226A221I /O 323A320I /O 422A414I /O 511A513I /O 610A64I /O 77A73I /O 86A819A918A 1017V C C8A 1116V C C24A 1215A 132A 141G N D9A 1532G N D25A 1631CE5WE12OE28T C 5 5V 81 28 B J 12A030I /O 127A129I /O 226A221I /O 323A320I /O 422A414I /O 511A513I /O 610A64I /O 77A73I /O 86A819A918A 1017V C C8A 1116V C C24A 1215A 132A 141G N D9A 1532G N D25A 1631CE5WE12OE28T C 5 5V 81 28 B J 12DSR A M O ER A M W EA [ 0, 15 ]D [ 0, 15 ]D [ 0, 15 ]A [ 0, 15 ]3. 3V 3. 3VA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 10A 11A 12A 13A 14A 15DSD0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 10A 11A 12A 13A 14A 15DSD8D9D 10D 11D 12D 13D 14D 15 圖 3 10 片外存儲器擴展接口電路 (3)時鐘 系統(tǒng)主時鐘輸出信號 CLKOUT1是由片內(nèi)時鐘發(fā)生器產(chǎn)生的，其頻率是源時鐘信號 CLKIN的分頻或倍頻。時鐘發(fā)生器由兩個獨立元件、一個振蕩器和一個鎖相環(huán) (PLL)組成。內(nèi)部振蕩器 CLKIN 和 CLKOUT1 信號，使 CLKOUT1=CLK1N/2。 PLL 可使 CLKOUT1 的頻率是 CLKIN頻率的一個倍數(shù)，并將 CLKOUT1 的相位鎖定在從 CLKIN 上。電路如 圖 311 所示。通過一個連接于 XTAL1/CLKIN 和 XTAL2 引腳之間的晶振產(chǎn)生源時鐘信號，以啟動內(nèi)部振蕩器。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 13 J un 20 08 S h e e t of F il e : E : \畢業(yè)設(shè)計 \最終論文 \ pr ot e l \主電路 ~ D B D r a w n B y:R116C10. 03 uC268 00 p C522PC422PC R Y S T A LY1P L F 2P L L FX T A L 1/ C L K I NX T A L 2 圖 3 11時鐘電路 (4)JTAG 仿真接口電路 36 幾乎所有的高速控制器和可編程器件都配有標(biāo)準(zhǔn)仿真接口 JTAG， LF2407A 也不例外。 JTAG 掃描邏輯電路用于仿真和測試，采用 JTAG 可實現(xiàn)在線仿真，同時也是調(diào)試過程裝載數(shù)據(jù)、代碼的唯一通道。通過 JTAG 接口可將仿真器與目標(biāo)系統(tǒng)相連接。 JTAG接口符合 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。為了與仿真器通信， DSP 控制板必須帶有 14 引腳的雙排直插管座。 LF240ADSP 和 14針仿真插座連接的電路如圖 312 所示。 1 23 45 67 89 1011 1213 14T M ST D IT D OT C KE M U 0T R S TE M U 1+ 5VC50. 1uR 2620 kR 2620 k+ 3. 3 V 圖 3 12 JTAG引腳圖 (5)外部擴展接口 DSP 最小系統(tǒng)板為用戶提供了總線擴展口，其中包括了幾乎所有來自 DSP 的信號。擴展口允許用戶設(shè)計自己的專用電路，連接在系統(tǒng)板上，而不用專門設(shè)計一塊板卡，這樣大大提高了開發(fā)效率。 DSP 最小系統(tǒng)擴展接口電路圖如圖 312 所示。 圖 3 13 系統(tǒng)接口擴展圖 37 頻率信號輸入電路 本變頻調(diào)速系統(tǒng)對應(yīng)的輸出頻率范圍是 0~60Hz，步進為 1Hz，因此要求輸入信號可以輸入 0 到 60 中的任一個數(shù)。本系統(tǒng)采用 8 路撥段開關(guān)來輸入 8 路高、低電平對應(yīng)二進制數(shù) 0、 1，這 8位二進制數(shù)的值就是輸入的頻率值，從而達到調(diào)節(jié)輸入頻率值的目的。撥段開關(guān)產(chǎn)生的這 8 路信號再連接到 DSP 的 PE口， DSP 采集這 8路信號再在程序中作相應(yīng)的處理以產(chǎn)生對應(yīng)頻率的輸出信號。電路如圖 314 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 13 J un 20 08 S h e e t of F il e : E : \畢業(yè)設(shè)計 \最終論文 \ pr ot e l \主電路 ~ D B D r a w n B y:12345678161514131211109s1R E S P A C K 4R1 R2 R3 R4 R5 R6