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基于PSoC?4的矢量控制方案 :電流采樣

作者: 時間:2014-06-04 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  3) 單電阻采樣

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/247805.htm

  單電阻典型采樣電路如圖6所示, 到 是6個功率晶體管。在母線上串聯(lián)一個采樣電阻,采樣電阻上的電壓信號再經(jīng)過運(yùn)放送達(dá)ADC。單片機(jī)通過ADC在一個PWM周期內(nèi)采樣兩次采樣出兩相電流,然后通過公式“Iu + Iv + Iw = 0”重構(gòu)出第三相相電流。典型的采樣時刻如圖7所示。以圖7所示的采樣時刻為例,第一次采樣的母線電流為-Iu, 第二次采樣的母線電流為Iw。由此便可重構(gòu)出三相電流。

  單電阻采樣突出的一個問題是采樣盲區(qū)的問題。在兩相占空比非常接近時,留出的采樣窗口會非常窄,此時采樣誤差較大甚至無法進(jìn)行采樣。一般通過PWM平移或建立電流觀測器對電流進(jìn)行估算的方法進(jìn)行解決。

  單電阻采樣僅需一個采樣電阻,一個運(yùn)放即可完成三相電流重構(gòu),成本優(yōu)勢突出。同時由于僅需在母線電流上串接采樣電阻,可用于下橋臂不開放的智能功率模塊(IPM)的應(yīng)用場合。但單電阻采樣實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜,同時存在采樣盲區(qū)的問題。

  4. 基于4®的雙電阻采樣設(shè)計實(shí)例

  三種采樣方式各有其優(yōu)缺點(diǎn),使用時應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場合綜合考慮。以上三種采樣方式均可采用4®靈活實(shí)現(xiàn)。下面將以雙電阻采樣為例,介紹如何使用4進(jìn)行設(shè)計。

  PSoC4®內(nèi)部集成四個獨(dú)立的可支持中央對齊、互補(bǔ)的可編程死區(qū)及同步ADC操作的TCPWM模塊;一個支持零開銷通道切換功能的12位1 Msps ADC; 兩個支持比較器模式及SAR ADC輸入緩沖功能的運(yùn)算放大器。豐富的片內(nèi)資源可將主控電路所需芯片集成到一片芯片中,實(shí)現(xiàn)高度集成化。圖8顯示了PSoC4矢量控制(無傳感器)典型硬件控制框圖。

  相對于其他解決方案,基于PSoC4的矢量控制解決方案具有以下特點(diǎn)優(yōu)勢:

  1) 采用高性價比的Cortex-M0內(nèi)核。Cortex-M0是市場上現(xiàn)有的最小、最節(jié)能的ARM處理器,代碼占用空間小,能以8位處理器的價格獲得32位處理器的性能,可明顯節(jié)約系統(tǒng)成本。

  2) 內(nèi)部集成兩個支持比較器模式及SAR ADC輸入緩沖功能的運(yùn)算放大器。目前市場大部分解決方案均需外部運(yùn)放完成電流采樣,采用PSoC4可從系統(tǒng)BOM表中移除外部運(yùn)放,減少系統(tǒng)成本。

  3) 內(nèi)部集成兩個低功耗比較器,可用于硬件保護(hù)或錯誤信號處理。市場常用解決方案大部分采用外部比較器完成此功能。采用PSoC4可進(jìn)一步減少BOM,降低成本。

  4) 減少PCB空間及BOM成本。由于PSoC4集成了電機(jī)控制所需大部分外設(shè)及其他豐富的模塊,可實(shí)現(xiàn)高度集成化的設(shè)計。

  5) 固件IP保護(hù)。PSoC提供了極強(qiáng)的軟件/硬件IP保護(hù)能力,這對電機(jī)應(yīng)用尤其重要。

  6) 寬電壓范圍,支持1.71-5.5V。

  

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