TMS 32OF2812與DIP-IPM的通用電路設(shè)計(jì)

4 硬件電路設(shè)計(jì)
4．1 主結(jié)構(gòu)框圖
系統(tǒng)電路部分主要包括DSP芯片TMS320F2812、RS232與CAN總線的通訊部分，外擴(kuò)展的SRAM芯片，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的DIP-IPM模塊，電流檢測(cè)電路和位置傳感器檢查電路。人機(jī)界面包括按鍵和液晶顯示，電源部分分為DSP與DIP-IPM模塊的電源、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率電源。

如圖3所示，為三相電機(jī)調(diào)速通用電路總框圖，采用TMS320F2812芯片后，可以最大限度的利用其自身自帶的硬件資源，如：AD、PWM、EVA和EVB，為電路設(shè)計(jì)提供了很多便利。電壓和電流信號(hào)可以采用AD采樣的方式，位置、轉(zhuǎn)速可以采用編碼器中斷方式實(shí)現(xiàn)。
4．2 電流檢查
接下來闡述該系統(tǒng)的電流檢查電路，如圖4所示，為電流檢測(cè)的原理圖。

做到比較精確的死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償，對(duì)電流方向的正確判別是相當(dāng)關(guān)鍵的。一般方法是采用快速電流互感器檢測(cè)輸出相電流的過零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，由于電流波形中噪聲成分大，再加上負(fù)載的波動(dòng)及外界干擾很難正確判別相電流的過零點(diǎn)，采用電流檢查后可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，需要檢測(cè)三相電動(dòng)機(jī)定子電流。實(shí)際的電路中可以檢測(cè)其中兩相，另一相可計(jì)算得到。在軟件中還可以對(duì)硬件電路的一些缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，提高了控制器的可靠性。
可以根據(jù)電路特點(diǎn)選取不同類型的霍爾電流傳感器，比如CHB-50P型，最大檢測(cè)電流可以達(dá)到為100A，響應(yīng)時(shí)間小于1μs。根據(jù)測(cè)試需要選擇原級(jí)／次級(jí)匝比，例如原級(jí)／次級(jí)匝比為1：500時(shí)，原級(jí)額定電流為5A，次級(jí)額定輸出電流為10mA。外接測(cè)量電阻選擇RA=200Ω。CHB-50P測(cè)量電阻得到的兩相電流信號(hào)從TMS320F2812的AD管腳送入片內(nèi)A／D，轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的數(shù)字量。對(duì)于TMS320F2812，A／D轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓量程為0V～3．3V，但測(cè)量電阻兩端電壓額定范圍是-2V～2V，因此必須對(duì)模擬輸入電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，使其調(diào)整到0～3V范圍內(nèi)。
4．3 電壓檢查：
如圖5所示，為直流電壓檢測(cè)電路，在系統(tǒng)的工作過程中需要實(shí)時(shí)檢查DIP-IPM模塊的P端和N端的電壓，根據(jù)這個(gè)電壓可以適當(dāng)?shù)膶?duì)算法進(jìn)行修正。其中U1為隔離霍爾電壓傳感器，電路中采用的是磁平衡式霍爾電壓傳感器HFV25-P。它采用+15V和-15V雙電源供電，傳感器的前端負(fù)載電阻為RA，后端負(fù)載電阻為RB，匝數(shù)比為3000：1200，如果P和N之間的電壓在500V內(nèi)，RA電阻設(shè)定為500K，則前端的電流為1mA。由于匝數(shù)比的差異，后端電流為0．4mA，最后輸入到DSP的信號(hào)在2V左右，為了滿足輸入到DSP的電壓要在O-3．3V范圍內(nèi)，則RB電阻可以選取5K左右。

結(jié)論：
TMS320F2812和IPM模塊都是隨著電子技術(shù)發(fā)展的新型元件，結(jié)合TMS320F2812的高速處理能力，以及IPM模塊在電力電子產(chǎn)品上的新突破，提供了完整的電流和電壓檢查電路，為三相電機(jī)變頻調(diào)速提供了方便。