460 likes | 723 Views
Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами. 2.1. Интерфейс с силовым преобразователем энергии. 2.1.1 . Структура встроенного широтно-импульсного модулятора. IGBT и MOSFET транзистор ы.
E N D
Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами. 2.1. Интерфейс с силовым преобразователем энергии.
2.1.1. Структура встроенного широтно-импульсного модулятора. IGBTи MOSFETтранзисторы
Структура встроенного широтно-импульсного модулятора микроконтроллеров TMS320F28XX
Модули, формирующие два взаимосвязанных широтно-модулированных сигнала EPWMxA и EPWMxB
Каждый модуль состоит из следующих субмодулей: • субмодуль базового таймера ШИМ (Time Base); • субмодуль сравнения(Counter Compare); • субмодуль реализации события (Action Qua • lifier); - субмодуль генератора «мертвого времени» (Dead band); - субмодуль высокочастотной модуляции (PWM Chopper); - субмодуль аварийного выключения (Trip Zone); - субмодуль формирования запросов прерывания и запуска АЦП (Event Trigger and Interrupt);
16-разрядный реверсивный счетчик (UP/DOWN Couner). • Режим счета вперед • Режим счета назад Режим реверсивного счета
Структура регистра TBCTL. Структура регистра TBSTS
2.1.3. Субмодуль реализации события. Программирование необходимых событий осуществляется с помощью регистров AQCTLA и AQCTLB с аналогичной структурой: Структура регистра AQSFRC
2.1.4. Субмодуль генератора «мертвого времени».
Управление режимом работы субмодуля осуществляется с помощью регистра DBCTL, структура которого представлена ниже Величина задержки положительного перепада и величина задержки отрицательного перепада сигналов ШИМ задается с помощью регистров DBRED и DBFEDсоответственно:
2.1.5. Субмодуль высокочастотной модуляции. В данном субблоке импульсы широтно-модулированных сигналов управления ключами силового преобразователя модулируются высокочастотным импульсным сигналом :
Структурная схема субмодуля высокочастотной модуляции
Задание большей длительности первого импульса модулирующей последовательности для обеспечения быстрого переключения силового транзистора
2.1.6. Субмодуль аварийного выключения. Структура регистра TZSEL. Структура регистра TZCTL
Структура регистра TZEINT Структура регистра TZFLG
2.1.6. Субмодуль формирования запросов прерывания и запуска АЦП. Структура регистра ETSEL Структура регистра ETPS
2.2. Интерфейс с датчиками обратных связей.2.2.1. Интерфейс с датчиком положения.2.2.1.1. Оптический энкодер в качестве датчика положения.
Устройство сопряжения и реверсивный счетчик
Микроконтроллеры семейства TMS320F283XX оснащены специальным интерфейсным модулем, аппаратно выполняющим описанные преобразования:
2.2.1.2.Блок квадратурного декодера.
Формирование сигнала направления счета QDIR Структура регистра QDECCTL
2.2.1.3.Блок счетчика положения.Структура регистра QEPCTL Структура регистра QPOSCTL
2.2.1.4. Блок фиксации квадратурных импульсов.
Данный способ вычисления скорости поясняется на рисунке:
I – импульсный элемент Q – квантование по уровню Ш - шифратор U(t) U*(n) Ш Q I 2.2.2. Интерфейс с аналоговыми датчиками.2.2.2.1. Принципы аналого-цифрового преобразования. • Обобщенная структурная схема АЦП • Идеальная статическая характеристика 3-разрядного АЦП
Структурная схема АЦП последовательных приближений
Структурная схема параллельного (Flash) АЦП
Структурная схема АЦП двойного интегрирования
Процесс преобразования состоит из трех фаз:
2.2.2.1. Параметры аналого-цифровых преобразователей. Ошибка биполярного смещения нуля (Bipolar Zero Error) и ошибка униполярного смещения нуля (Zero Offset Error)
Интегральная нелинейность (INL – Integral Nonlinearity) илиотносительная точность (Relative Accuracy) АЦП
Упрощенная схема«устройства выборки-хранения» (УВХ) (Track/Hold Unit).