基于式(8), 采样端电压可以推算出Ec的过零点。而种算法又有如下的细分算法:
1) 直接应用式(8),同时用ADC去采样三相电压。
2)在PWM 输出信号为OFF时采样非通电相电压,将之与零电压比较。
因为在此时,由式(8)得到:
忽略二极管和功率管的保护压降,Vc的过零点就是Ec的过零点。
3) 在PWM 输出信号为OFF时采样非通电相电压,将之与母线电压的一半比较。
在此时,
由式(8)得到:
所以,忽略二极管和功率管的保护压降, Ec的过零点就是Vc与母线电压一半比较翻转的点。
综合上述算法,1)的算法简单明了,但对ADC模块的要求较高,要求同时采多路电压。并且需要ADC的采样与PWM同步以消除PWM斩波所带来的噪声。2)的算法在低速时比较有优势,因为低速时反电势信号比较弱,这种算法的采样区域恰为非通电相端电压过零区域,无需对端电压信号做缩小处理。但当PWM 的占空比比较高时,由于可供采样的时间点太短,容易造成采样失败,所以不太适合全速全载运行的情形。 而3)种算法则具有较宽的调速范围。 本文的实现方法就是采用了第三种方法,在PWM为ON的时候去比较非通电相电压与半母线电压。
PSoC3 芯片介绍
PSoC 是世界独一无二的可编程嵌入式片上系统。它是在一片芯片上集成了可编程模拟和数字外设功能、内存和一个微控制器。赛普拉斯的可扩展PSoC 平台可根据设计需要进行调整,因此不必频繁地更改设计来适应不同的微控制器体系架构。
PSoC1是第一代PSoC芯片,它的特点是借助经过成本优化的8位M8C CPU子系统,获得优异性能、可编程性和灵活性。易用的设计软件无需编写很多代码或根本不需要编写代码,从而缩短了创建嵌入式解决方案的时间。
PSoC3在PSoC1的基础上,赛普拉斯新推出地一款新架构,高集成化芯片。它增加了新设计的高精度、可编程模拟模块,单循环、通道式8位8051内核和可配置的高性能数字系统。由于具有一个高性能8位8051RISC内核(提供高达67MHz和33MIPS),PSoC3体系架构可以比标准8051运行速度快10倍之多。同时,片内还配置了直接内存访问接口(DMA),加速了数据在片内不同外设/内存之间的传输,减少了CPU的开销。
CY8C3866AXI-040 是PSoC3 芯片家族中的一员,它的系统架构如图5所示:
图5 CY8C3866AXI-040的系统架构
图的左边部分为系统资源,包括CPU,DMA, 中断控制器,内存,电源管理器,内置的I2C/USB等通讯模块以及调试接口。中间部分为片上数字系统和模拟系统。数字系统包括24个可编程的通用数字模块(UDB)和固化的计数器,PWM发生器等。而模拟系统包括ADC模块,DAC模块,比较器,运算放大器以及通用的可编程模拟模块。右边部分为IO 的端口。IO口可以通过接口连接到任意的数字/模块单元上。