一種通用變頻器技術研究和設計

　　1.2 基于DSP的控制電路設計

　　以TMS320F2812為核心的數(shù)字控制電路如圖3所示。從圖中可以看出，控制系統(tǒng)[3]主要包括：DSP及其外圍電路、信號檢測與調(diào)理電路、驅(qū)動電路和保護電路。其中，信號檢測與調(diào)理電路主要完成對圖2輸出電流和輸出電壓采樣、A/D等功能，DSP產(chǎn)生脈沖信號，通過D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動功率開關管U1～U6。

　　TMS320LF240片內(nèi)集成了采樣保持電路和模擬多路轉(zhuǎn)換器的雙十位A/D轉(zhuǎn)換，為了盡量充分利用芯片資源，采用了片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換進行設計。使用雙減法電流[6]采樣電路，采樣方案中的運算放大器是TLC2274。第一運放U8A的輸出電壓為：

　　由于電機啟動時的電流非常大或因控制回路、驅(qū)動電路等誤動作，造成輸出電路短路等故障，導致過大的電流流過IGBT，且電流變化非常快，元件承受高電壓、大電流，因此需要一種能快速檢測出過大電流的電路?？梢圆捎?SD315A自身檢測和檢測直流母線的雙重檢測以及在故障發(fā)生時，采用軟、硬件同時封鎖的方法[8]。為有效地保護功率IGBT和直流濾波電容，系統(tǒng)設計了母線電壓過欠壓保護電路，故障檢測原理如圖4所示。圖中6N138為一個線性光電隔離器，輸出電壓信號與母線電壓成正比，當通過光電隔離器件后，可以直接供給DSP控制系統(tǒng)進行采樣。同時，將輸出Vlimit信號送至DSP，觸發(fā)中斷保護。

　　DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。