2 控制芯片TMS320LF2407A
TMS320LF2407A是TI公司设计的一种数字信号处理器,具有接口方便、编程简单、稳定性好、精度高、方便以及可重复性等优点。TMS320LF2407A部分功能如下:
①工作电压3.3 V,有4种低功耗工作方式。电路设计时需考虑电平转换,不要超过DSP的工作电压。
②单指令周期最短为25 ns(40 MHz),最高运算速度可达40MIPS,四级指令执行流水线。低功耗,有利于电池供电的场合;而高速度非常适用于电动机的实时控制。
③拥有2个专用于电动机控制的事件管理器(EV),每一个都包含:2个16位通用定时器,8个16位脉宽调制(PWM)输出通道,1个能够快速封锁输出的外部引脚/PDPINTx(其状态可从COMCONx寄存器获得),可防止上下桥臂直通的可编程死区功能,3个捕捉单元,1个增量式光电位置编码器接口。
④16通道10位A/D转换器,具有可编程自动排序功能,4个启动A/D转换的触发源,最快A/D转换时间为375 ns。
⑤控制器局域网(CAN)2.0B模块。
⑥串行接口SPI和SCI模块。
⑦基于锁相环的时钟发生器(PLL)。
⑧41个通用I/O引脚。
⑨32位累加器和32位中央算术逻辑单元(CALU);16位×16位并行乘法器,可实现单指令周期的乘法运算;5个外部中断。
⑩1149.1-1990 IEEE标准的JTAG仿真接口。
⑾很宽的工作温度范围,普通级为-40~85℃,特殊级为-40~125℃。
3 系统的数字实现
图3为变换器硬件结构框图。由图可见,系统采用闭环控制方式,将变换器两侧的电压、电流经霍尔检测电路检测并转换成相应的电压信号进行滤波,所得的反馈信号一方面送入DSP片内进行A/D转换后进行闭环控制运算,同时送到故障保护电路。本系统电压环采用PI调节器。数字PI调节器根据给定值和反馈信号值进行偏差调节,其输出结果决定了超前、滞后臂之间PWM驱动波形移相角的大小,从而使控制量跟踪给定量;DSP发出的驱动信号经电平转换电路进行电平转换后,送到驱动芯片M57962L形成最终的IGBT驱动信号。故障保护电路则对电流、电压反馈信号进行判断、处理,在故障发生时给出故障信号并从软件上置 PWM为无效方式,硬件上立即封锁IGBT驱动,对系统进行保护。数码管显示电路由带SPI接口的MAX7219和多位数码管组成。MAX7219适合标准的SPI通信方式,同时还具有译码、驱动及数据锁存功能。每片MAX7219能以扫描方式对4位数码管进行智能化管理,大大降低了微处理器用于实时显示的时间。