DSP技能现在现已被广泛的运用在了操控芯片的研制规划中，这也为数字技能的运用供应了更多的便当。今日咱们将会为咱们共享一种根据DSP芯片的通用型数字变频器体系的规划计划，该种计划具有规划简洁、稳定性好、反响活络等优势，期望可以对各位工程师的研制作业供应必定的学习和协助。
在本计划中，咱们所规划的这种可以多方面通用的数字操控变频器，其电路体系首要由主电路和操控电路组成。主电路选用典型的电压型交-直-交通用变频器结构。操控电路首要包含DSP数字操控器，由DSP、驱动电路、检测电路、维护电路以及辅佐电源电路组成。主电路和操控电路原理体系结构框图如下图图1所示。
图1体系结构框图
主电路规划
在图1所给出的体系结构框图规划基础上，咱们所规划的通用型数字操控变频器主电路的原理结构图如下图图2所示。可以看到，在这一计划中，其主电路结构由滤波、整流、中心滤波、泵升吸收和逆变部分组成。输入功率级选用三相桥式不可控全波整流电路，整流输出经过中心环节大电容滤波，取得滑润的直流电压。逆变部分经过功率管的导通和关断，输出交变的脉冲电压序列。整流电路将沟通动力电变为直流电，本体系选用不可控全波整流模块6RI75G-120。
图2 主电路原理结构图
在主电路的规划过程中，咱们为了有用避免尖峰电压对整流电路的冲击，故而在直流输出侧并联了一个可吸收高频电压的聚脂乙烯电容C4，该电容的取值为0.22μF。整流电路输出的直流电压含有脉动成分，逆变部分产生的脉动电流及负载改变也为直流电压脉动，由C1、C2滤波，取值为450V、470μF。在图2所给出的主电路结构图中，R2、R3为均压电阻，取值为5W、100kΩ;R1为充电限流电阻。发动变频器后经1s～2s，由J2继电器短路，以削减变频器正常作业时在中心直流环节上的功耗。
在本计划中，这种通用型数字变频器其逆变部分电路，首要选用EUPEC的FF300R12KE3集成模块，这种集成模块的内部集成了2个IGBT单元，故而比较适宜变频逆变驱动，其详细极限参数为集射极电压VCES=1200V，结温80℃时集射极电流ICE=300A，结温25℃时集射极电流ICE=480A，答应过流600A，时刻为1ms，功率损耗为1450W，门极驱动电压为±20V。
经过图2咱们可以很明晰的看到，在这种通用型数字变频器的主电路体系中，TL、RL构成了一个泵升电压吸收电路。当电机负载进入制动状况时，反应电流将向中心直流回路电容充电，导致直流电压上升。当直流电压上升到必定值时，操控TL导通，将会使这部分能量消耗在电阻RL上，以此来保证变频器牢靠安全地作业。此外，由J1常闭触点与R4组成断电能量开释电路。当体系产生毛病或关机时，继电器J1断电，经过其常开触点，将变频器与电网断开;而常闭触点闭合，运用R4为中心回路大电容所贮存的能量进步开释通道。
根据DSP的操控电路规划
在本计划的规划过程中，咱们所选用的DSP技能集成芯片为TMS320F2812，以该芯片为中心的数字操控电路如下图图3所示。从图3中可以十分明晰的看出，这一操控电路体系首要包含：DSP及其外围电路、信号检测与调度电路、驱动电路和维护电路。其间，信号检测与调度电路首要完结对图2输出电流和输出电压采样、A/D等功能，DSP产生脉冲信号，经过D/A转化后驱动功率开关管U1～U6。
图3 变频器数字操控体系框图
因为咱们所选用的这种DSP芯片TMS320LF240，其本身就现已在内部集成了采样坚持电路和模仿多路转化器的双十位A/D转化，因而为了尽量充分运用芯片资源，在本计划中咱们特别选用了片内A/D转化进行规划。运用双减法电流采样电路，采样计划中的运算扩大器是TLC2274，则榜首运放U8A的输出电压为：
其间R1=R2，R3=Rn，则：
相同的，第二运放U8A的输出电压可以核算为：
在上述三个核算公式的基础上，咱们可以得出该变频器数字操控的整个流程：从霍尔电流传感器输出的Ui=2.5±△V，此电压先后施加到由TLC2274构成的两个减法电路上，榜首路以Ui减去传感器采样成果的中值参阅电压2.5V，然后再线性扩大到A/D采样所要求的电压规模。第二路则相反，再中值参阅电压Uref减去传感器输出电压Ui，相同也线性扩大到适宜的电压规模。在变频器数字操控体系的规划中，Z1、Z2为两个3.3V的稳压二极管，对运放输出电压起到限幅效果。当Ui值>Uref时，则Uo1输出为正电压，且电压规模是0-3.3V，而因为二极管D2的存在使得电流不能注入到运放中，故而第二路运放不能输出负电压，而是钳位在0V。当Ui值
在进行这一通用型数字变频器的体系规划过程中，还有一个问题需求咱们特别注意，那便是因为电机发动时的电流十分大或因操控回路、驱动电路等误动作，会形成输出电路短路等毛病，因而需求一种能快速检测出过大电流的电路。这儿咱们首要选用2SD315A本身检测和检测直流母线的两层检测以及在毛病产生时，选用软、硬件一起封闭的办法。为有用地维护功率IGBT和直流滤波电容，在该体系中咱们还规划了母线电压过欠压维护电路，毛病检测原理如图4所示。图4中，6N138为一个线性光电阻隔器，输出电压信号与母线电压成正比，当经过光电阻隔器材后，可以直接供应DSP操控体系进行采样。一起，将输出Vlimit信号送至DSP，触发中止维护。
图4 毛病检测原理图
体系操控算法软件完结
根据DSP技能的数字操控是本计划中的规划要点，该种数字操控体系主程序图如下图图5所示。在本计划中的算法规划中，主程序模块首要功能是完结体系的初始化，PLL时钟的设定：DSP作业频率设为20MHz。输入输出端口初始化。事情办理器初始化。定时器1、2、3的设定、全比较PWM单元设定、死区单元设定。QEP作业方式设定。中止办理初始化：中止除复位、NMI位，只答应PDPINT、中止3。PDPINT是功率设备维护中止，中止3用于体系完结操控算法。
图5 数字操控体系主程序图
以上便是本文所介绍的一种根据DSP技能的通用型数字操控变频器体系规划计划，期望可以对各位工程师的日常研制和规划作业有所协助。
