CAN總線的電動車逆變電源設(shè)計：容錯強處理快！

P8xC592內(nèi)含CAN控制器，包括為實現(xiàn)高性能串行網(wǎng)絡(luò)通信所必需的所有硬件，從而能夠控制通信流順利通過CAN協(xié)議的局域網(wǎng)。為了避免出現(xiàn)混亂，芯片中增加的CAN控制器對于CPU是作為能夠雙方獨立工作的存儲器映像外圍設(shè)備出現(xiàn)的，即可以把P8xC592簡單地設(shè)想為兩個獨立工作器件的集成體。如果關(guān)閉CAN控制器部分的功能，該芯片可以僅作為帶有模擬量A/D轉(zhuǎn)換的普通8位單片機使用。

啟用CAN控制器的功能，主要借助四個特殊功能寄存器(SPR)實現(xiàn)，CPU對CAN控制器的控制及其訪問都通過它們完成，接口結(jié)構(gòu)如圖2所示。這四個特殊功能寄存器分別為：(1)地址寄存器(CANADR)，CPU通過CANADR讀/寫CAN控制器的驗收碼寄存器;(2)數(shù)據(jù)寄存器(CANDAT)，CANDAT對應(yīng)由CANADR指向的CAN控制器內(nèi)部寄存器;(3)控制寄存器(CANCON)，它具有兩個功能，讀CANCON意味著訪問CAN控制器的中斷寄存器，寫CANCON意味著訪問命令寄存器;(4)狀態(tài)寄存器(CANSTA)，具有兩個功能，讀CANSTA是訪問CAN控制器的狀態(tài)寄存器，寫CANSTA是為后續(xù)的DMA傳輸設(shè)置內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM的地址。此外，DMA邏輯允許CAN控制器與CPU在片主RAM之間的高速數(shù)據(jù)交換。

在芯片初始化階段，CPU通過向CANCON和CANSTA寫入內(nèi)容，完成CAN控制器的功能初始化。在實際通訊過程中，CPU則利用四個寄存器使CAN控制器接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信息。2 逆變電源系統(tǒng)硬件構(gòu)成

電動車用輔助三相逆變電源從結(jié)構(gòu)上可以分為三個部分：(1)DC/DC多路電源--自動適應(yīng)直流輸入端的大范圍電壓浮動，為系統(tǒng)的其它電路提供彼此隔離且電壓穩(wěn)定的低壓電源;(2)主控制板--檢測各路輸出的電壓、電流，根據(jù)運行情況智能調(diào)整逆變電路的輸出，通過CAN總線參與整車數(shù)據(jù)通訊;(3)主功率逆變電路--由高度集成的三相逆變模塊IPM組成，完成主電路的逆變功能。

系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，其中未標出給系統(tǒng)各器件供電的DC/DC多路電源。

DC/DC多路電源采用開關(guān)電源的標準設(shè)計，配合具有不同變比的多抽頭高頻變壓器，對外輸出5V、12V、20V等多路隔離直流電。同時考慮到電動車電池組電壓的波動范圍相對較大(充滿時為400V，使用過程中可能降低到280V)，在設(shè)計中選擇了適當?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)，取得較好的輸入電壓適應(yīng)能力。

控制板是整個系統(tǒng)的核心，采用了P8xC592單片機系列中無片內(nèi)ROM的P80C592、脈寬調(diào)制專用芯片SA8282、CAN總線收發(fā)器82C250以及主電路電壓、電流數(shù)據(jù)采樣模塊等。

控制板通過SA8282專用芯片向三相逆變模塊IPM提供6路PWM信號。SA8282芯片由MITEL公司開發(fā)生產(chǎn)，其特點是控制簡單、頻率精度高、運行可靠性高，它支持標準的8位MOTEL復(fù)用數(shù)據(jù)總線，可以方便地和單片機交換數(shù)據(jù)。單片機只需對芯片內(nèi)部的5個數(shù)據(jù)寄存器賦值，就可以完成對PWM波形輸出的初始化和實時控制。SA8282芯片為標準28腳雙列直插式封裝，管腳RPHT、RPHB、YPHT、YPHB、BPHT、BPHB輸出三相可獨立控制的TTL驅(qū)動信號，可對應(yīng)驅(qū)動三相逆變橋上的六路IGBT。

將SA8282專用芯片與IPM連接后，P80C892只需要在啟動時對其進行初始化，三相輸出達到預(yù)定值后，SA8282即可以獨立驅(qū)動IPM模塊。只有在調(diào)整PWM輸出時，P80C592才需要對SA8282進行控制。同時，SA8282芯片的SET TRIP管腳能夠響應(yīng)IPM發(fā)出的故障信號，迅速關(guān)斷所有PWM波形輸出，對逆變電路進行快速保護，并通過TRIP狀態(tài)輸出管腳通知P80C592單片機，確保系統(tǒng)安全。

分布于主電路直流輸入端和三相輸出端的數(shù)據(jù)采集模塊可對各路電壓、電流進行采樣，經(jīng)P80C592進行A/D變換后保存到數(shù)據(jù)存儲器中，便于CPU判斷系統(tǒng)輸入/輸出是否正常，并進行相應(yīng)操作。

CAN總線收發(fā)器82C250是CAN 控制器和物理總線間的接口，最初為汽車高速通信設(shè)計，具有許多針對車輛應(yīng)用設(shè)計的結(jié)構(gòu)。其特點包括：有效減小汽車環(huán)境瞬間干擾對信號的影響，具有保護總線能力;防護電池與地之間發(fā)生短路;支持低電流待機方式等，因此十分適合電動車輔助逆變電源的需要。將82C250與P80C592的CAN接口輸入、輸出端相連，便構(gòu)成了輔助逆變電源對外通訊的接口，如圖4所示。

3 逆變電源系統(tǒng)軟件設(shè)計

輔助三相逆變電源的控制軟件通過8051匯編語言編制，在完成其控制功能外，力求程序的合理與簡化，以適應(yīng)電動汽車對系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的要求，控制流程如圖5所示。