用英飛凌XMC4500實(shí)現三電平驅動(dòng)

　　摘要：本文介紹了中點(diǎn)箝位式三電平逆變器的驅動(dòng)和保護機理，結合英飛凌最新的ARM Cortex-M4內核32bit工業(yè)單片機XMC4500，示例了具體的實(shí)現方式，并給出了試驗結果。

　　引言

　　三電平結構作為多電平逆變器拓撲結構之一，在實(shí)際工業(yè)現場(chǎng)獲得了廣泛的應用。普通的二電平逆變器由有正、負兩極的中間直流電壓給逆變器供電，三電平逆變電器與普通的二電平逆變器相比，輸出電平數(相電壓三電平，線(xiàn)電壓五電平)增加，輸出電壓的諧波減少。另外，三電平逆變技術(shù)在減小系統的開(kāi)關(guān)損耗與導通損耗，降低管子的耐壓與系統的EMI方面性能都較普通的二電平逆變器有所改善。本文中我們以中點(diǎn)箝位型三電平逆變器(NPC)為例。

　　XMC4000是英飛凌最新推出的基于A(yíng)RM Cortex-M4的32位工業(yè)單片機家族，是面向實(shí)時(shí)控制系統的單片機設計取得的一次重大突破。英飛凌充分發(fā)揮其在設計面向實(shí)時(shí)控制應用的單片機方面深厚的技術(shù)專(zhuān)長(cháng)，將之與ARM Cortex-M4內核的全部?jì)?yōu)點(diǎn)匯集于一身，打造出獨一無(wú)二的XMC4000單片機家族。該單片機家族采用英飛凌強大的外設集，可針對不同應用的需求進(jìn)行靈活配置，因而成為當今工業(yè)控制解決方案的不二之選。XMC4000可幫助客戶(hù)應對提高能率、支持高級通信協(xié)議和縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期等挑戰。為了打造出高能效解決方案，該單片機平臺沿襲了英飛凌聞名遐邇的可配置外設集、嵌入式高速Flash技術(shù)、高質(zhì)量標準、較長(cháng)的產(chǎn)品生命周期，以及耐受高達125℃環(huán)境溫度等優(yōu)點(diǎn)，此外還充分發(fā)揮了英飛凌作為全球領(lǐng)先的汽車(chē)電子器件供應商的優(yōu)勢。

　　三電平逆變器的驅動(dòng)要求

　　從圖1可以看出，三電平的輸出有Vdc/2，0，-Vdc/2三種可能的電壓輸出值，分別記作P、0、N。開(kāi)關(guān)狀態(tài)P和0、0和N可以相互自由過(guò)渡，但P和N不能直接過(guò)渡，必須通過(guò)中間狀態(tài)0來(lái)過(guò)渡，不允許P和N間直接跳變。定義電流從逆變器流向負載為正向，電流從負載流向逆變器為負向?！　?/p>

 

　　由上面的工作狀態(tài)我們可以分析得到表1?！　?/p>