用英飛凌XMC4500實現(xiàn)三電平驅(qū)動

　　摘要：本文介紹了中點箝位式三電平逆變器的驅(qū)動和保護機理，結(jié)合英飛凌最新的ARM Cortex-M4內(nèi)核32bit工業(yè)單片機XMC4500，示例了具體的實現(xiàn)方式，并給出了試驗結(jié)果。

　　引言

　　三電平結(jié)構(gòu)作為多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一，在實際工業(yè)現(xiàn)場獲得了廣泛的應(yīng)用。普通的二電平逆變器由有正、負(fù)兩極的中間直流電壓給逆變器供電，三電平逆變電器與普通的二電平逆變器相比，輸出電平數(shù)(相電壓三電平，線電壓五電平)增加，輸出電壓的諧波減少。另外，三電平逆變技術(shù)在減小系統(tǒng)的開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗，降低管子的耐壓與系統(tǒng)的EMI方面性能都較普通的二電平逆變器有所改善。本文中我們以中點箝位型三電平逆變器(NPC)為例。

　　XMC4000是英飛凌最新推出的基于ARM Cortex-M4的32位工業(yè)單片機家族，是面向?qū)崟r控制系統(tǒng)的單片機設(shè)計取得的一次重大突破。英飛凌充分發(fā)揮其在設(shè)計面向?qū)崟r控制應(yīng)用的單片機方面深厚的技術(shù)專長，將之與ARM Cortex-M4內(nèi)核的全部優(yōu)點匯集于一身，打造出獨一無二的XMC4000單片機家族。該單片機家族采用英飛凌強大的外設(shè)集，可針對不同應(yīng)用的需求進行靈活配置，因而成為當(dāng)今工業(yè)控制解決方案的不二之選。XMC4000可幫助客戶應(yīng)對提高能率、支持高級通信協(xié)議和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等挑戰(zhàn)。為了打造出高能效解決方案，該單片機平臺沿襲了英飛凌聞名遐邇的可配置外設(shè)集、嵌入式高速Flash技術(shù)、高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、較長的產(chǎn)品生命周期，以及耐受高達125℃環(huán)境溫度等優(yōu)點，此外還充分發(fā)揮了英飛凌作為全球領(lǐng)先的汽車電子器件供應(yīng)商的優(yōu)勢。

　　三電平逆變器的驅(qū)動要求

　　從圖1可以看出，三電平的輸出有Vdc/2，0，-Vdc/2三種可能的電壓輸出值，分別記作P、0、N。開關(guān)狀態(tài)P和0、0和N可以相互自由過渡，但P和N不能直接過渡，必須通過中間狀態(tài)0來過渡，不允許P和N間直接跳變。定義電流從逆變器流向負(fù)載為正向，電流從負(fù)載流向逆變器為負(fù)向?！　?/p>

 

　　由上面的工作狀態(tài)我們可以分析得到表1?！　?/p>