無位置傳感器的直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2.1TMS320LF240x芯片簡介

　　TMS320LF240x系列DSP是TI公司為滿足大范圍的數(shù)字電動(dòng)機(jī)控制（DMC）應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。該芯片具有高性能的16位定點(diǎn)DSP內(nèi)核，采用改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，采用流水線操作，具有30MIPS的處理能力，大多數(shù)指令在單周期內(nèi)即可執(zhí)行完成。TMS320LF240x可以實(shí)現(xiàn)用軟件取代模擬器件，完成復(fù)雜的控制算法，方便地修改控制策略，修正控制參數(shù)，能滿足無傳感器直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)對實(shí)時(shí)控制的要求。

2.2DSP控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

　　DSP系統(tǒng)由TMS320LF2407A與仿真口（JTAG）等外圍電路構(gòu)成。DSP內(nèi)部已有32K字的FlashROM，但為了調(diào)試的方便（FlashROM中的程序不能設(shè)置斷點(diǎn)，且需專門的下載程序），外加了程序RAM，在程序經(jīng)多次調(diào)試，成熟可靠時(shí)可寫人內(nèi)部的FlashROM，通過設(shè)置相應(yīng)的跳線，DSP復(fù)位時(shí)即可從內(nèi)部的FlashROM來執(zhí)行程序。DSP片上有544字的雙口RAM（DARAM），全部配置到數(shù)據(jù)空間，將程序中頻繁存取的變量分配到這部分雙口RAM中，以提高處理的速度。DSP片上還有2K字的單口RAM（SARAM）配置到數(shù)據(jù)空間，也用來存放臨時(shí)變量。

　　圖3是根據(jù)前述控制原理設(shè)計(jì)的基于DSP的直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由直流無刷電機(jī)、功率變換器電路、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測電路、各種保護(hù)電路以及以TMS320LF240x為核心的數(shù)字控制器等構(gòu)成，其中功率變換器電路由整流濾波電路、逆變器電路（IPM功率模塊）和相應(yīng)的保護(hù)電路組成。

圖3DSP控制系統(tǒng)

　　逆變器電路中的IPM模塊集成了多種保護(hù)功能，如過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)以及過流保護(hù)等，當(dāng)達(dá)到保護(hù)閾值時(shí)，IPM模塊通過FO引腳輸出一個(gè)低電平信號，并將此低電平信號送入DSP的PDPINTx引腳，觸發(fā)功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷，將所有PWM輸出引腳設(shè)置為高阻態(tài)，以此來關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號，起到保護(hù)電路的作用。

　　轉(zhuǎn)子位置檢測電路采用1/2電壓采樣法來實(shí)現(xiàn)，對電機(jī)的三相端電壓及直流母線電壓分別進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果送入比較器進(jìn)行比較，從而得到過零點(diǎn)的時(shí)刻，其結(jié)果送入DSP的捕捉端口中。