一種三MCU系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

M37906 具有兩種三相PWM方式，即三相PWM方式0和三相PWM方式1。在方式0中每次定時(shí)器TA3溢出都會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；定時(shí)器TA0～TA2各使用一個(gè)寄存器，通過(guò)設(shè)定U、V、W各相的輸出極性設(shè)置緩沖的方法使輸出極性反向，也可以通過(guò)軟件方法直接使三相輸出反向。而三相波形方式1中定時(shí)器TA3每?jī)纱位蛎克拇蜗蛳乱绯霾艜?huì)產(chǎn)生中斷；每個(gè)定時(shí)器交替使用兩個(gè)寄存器，只能通過(guò)設(shè)置三相輸出波形的極性寄存器實(shí)現(xiàn)三相波的極性設(shè)置；在每個(gè)周期內(nèi)根據(jù)三相輸出極性設(shè)置緩存器的內(nèi)容由硬件自動(dòng)完成的三相波極性的反向。

2 PS21245智能功率模塊

DIP -IPM模塊是日本三菱公司最新推出的第四代IPM智能功率模塊。IPM智能功率模塊是集內(nèi)置三相交流輸出IGBT逆變電路、高壓驅(qū)動(dòng)程序保護(hù)于一體的雙列直插封裝模塊。其內(nèi)部既有驅(qū)動(dòng)控制和保護(hù)邏輯，又有過(guò)流、過(guò)（欠）壓、短路和過(guò)熱探測(cè)和保護(hù)電路，大大提高了變頻器的可靠性和可維護(hù)性。DIP-IPM 模塊與第三代IPM智能功率模塊相比具有以下特點(diǎn)：只需一路+15V的驅(qū)動(dòng)電路，可不采用光耦直接與單片機(jī)進(jìn)行連接，工藝上采用了更小的 IGBT/FWDi芯片，使功耗更低、體積更小。PS21245的每路IGBT集電極電流為20A，開(kāi)關(guān)頻率典型值5kHz，絕緣耐壓1500Vrms，集電極-發(fā)射極額定電壓600V，其內(nèi)部電路如圖2所示。

3 M37906微處理器和智能功率模塊PS21245構(gòu)成的變頻器

M37906和PS21245智能功率模塊構(gòu)成的變頻器結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中IPM三相PWM控制信號(hào)通過(guò)4.7kΩ的上拉電阻后直接與M37906的P6相連（布線時(shí)要特別注意該組引線要盡可能短，以提高系統(tǒng)的抗干擾性能）。上臂驅(qū)動(dòng)電源正極（VUFB、VVFB、 VWFB）和下臂驅(qū)動(dòng)電源負(fù)極（VUFS、VVFS、VWFS）通過(guò)自舉電路連到+15V，IPM的三個(gè)上臂控制電源端VP1和下臂控制電源端Vpc與+ 15V驅(qū)動(dòng)電源直接相連。短路保護(hù)動(dòng)作電壓設(shè)定值CIN與VNC之間加限流電阻，根據(jù)實(shí)際保護(hù)動(dòng)作電壓的需要調(diào)整阻值。故障信號(hào)輸出端Fo與M37906 的P6OUTcut/INT4相連。輸出故障脈寬設(shè)定端CFO通過(guò)陶瓷電容與VNC相連，當(dāng)選取22nF的電容時(shí)，對(duì)應(yīng)的故障脈寬為1.8ms。IPM供電直流電源端P與+15V驅(qū)動(dòng)電源連接。電源端N、上下臂GND端接模擬地。三相逆變輸出端U、V、W與負(fù)載電機(jī)的U、V、W連接。