基于DSC的直流電機半橋驅動(dòng)電路的設計

　　為避免這種情況的產(chǎn)生，在Q2的漏極和源極之間并聯(lián)一個(gè)二極管D5，用來(lái)增加一個(gè)短路續流通路，降低VS端對地的負過(guò)沖，同時(shí)電阻R5也可以減小負過(guò)沖時(shí)，流入VS引腳的電流，由于該電阻處于自舉電容的充電回路中，因此不宜過(guò)大，其阻值應小于5Ω。另外，適當選取自舉電容的容值也可以有效避免VS的負過(guò)沖，通常建議自舉電容的容值要大于0.47μF，并且電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)越小，也越有助于避免V_bs的負過(guò)沖。

　　同時(shí)，在芯片的COM引腳和Q2的漏極之間設計了一個(gè)限流電阻R6。當VS負過(guò)沖超過(guò)V_bs導致VB電平低于COM時(shí)，該電阻可抑制流入COM引腳的電流，防止因芯片內部COM端到VB端的寄生二極管導通，而造成HO的鎖定。

　　軟件設計

　　本系統軟件采用C語(yǔ)言在TI公司提供的DSP集成編譯器CCS3.3環(huán)境下編寫(xiě)。根據系統總體設計可知，系統軟件需要根據所設定的轉速，控制DSC輸出相應的PWM信號，并實(shí)時(shí)監控電機的實(shí)際轉速。根據檢測到的轉速，計算出實(shí)際轉速與預設轉速的誤差。然后根據這個(gè)誤差，采用增量PI算法，得出PWM控制信號的修正量，實(shí)時(shí)修正PWM信號的占空比，使直流電機的轉速迅速達到設定的轉速并保持穩定。與此同時(shí)，DSC還要通過(guò)ADCINA0通道，定時(shí)檢測流入直流電機的電流值，當該電流超出電機的額定電流時(shí)，立即關(guān)閉PWM輸出，停止向直流電機供電，防止因工作在過(guò)流狀態(tài)而燒毀電機。軟件流程如圖4所示。

        PWM信號采用TMS320F2810的事件管理器A(EVA)的通用定時(shí)器1產(chǎn)生。由事件管理器B(EVB)的通用定時(shí)計數器3對直流電機的正交編碼信號進(jìn)行計數，并由通用定時(shí)器4每隔30ms讀取T3CNT的計數值。在通用定時(shí)器4的周期中斷函數中，程序計算出電機的當前旋轉速度，根據這個(gè)速度計算出當前電機的速度偏差e(k)。將該偏差和前一次速度偏差e(k-1)一起代入PI函數計算PWM調整增量ΔUcmp。該增量值加上當前的PWM占空比Ucmp后，寫(xiě)入比較寄存器T1CMPR中，調整PWM信號輸出的占空比。在接下來(lái)的一個(gè)周期中，2810的T1PWM_T1CMP引腳將按照新的占空比輸出PWM信號。采用事件管理器A的通用定時(shí)器2定時(shí)啟動(dòng)ADC模塊進(jìn)行模數轉換，在A(yíng)DC中斷函數中，根據公式計算出電流值。根據計算結果判斷是否要關(guān)閉PWM輸出。

　　總結

　　本系統采用國際整流器公司的半橋驅動(dòng)器IR2183，設計了一個(gè)半橋驅動(dòng)電路，能夠實(shí)現對大功率直流電機的驅動(dòng)。采用TI公司推出的高性能32位實(shí)時(shí)數字信號控制器(DSC)TMS320F2810，對電機的轉速和電流參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并采用增量PI算法動(dòng)態(tài)調整PWM控制信號，實(shí)現了對直流電機安全高效的實(shí)時(shí)控制。本系統在保證高可靠性的前提下，充分兼顧了低成本和高性能這兩方面的需求。

　　目前直流電機在地鐵、電動(dòng)車(chē)、礦山、電梯、造紙印刷、船舶機械、精密機床中都得到了廣泛的應用。本系統在上述工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。

　　參考文獻：
　　[1] IR2183 Datasheet[Z/OL].http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2183.pdf
　　[2] TMS320F2810 Datasheet[Z/OL].http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tms320f2810.pdf
　　[3] 任志斌.電動(dòng)機的DSP控制技術(shù)與實(shí)踐[M].北京:中國電力出版社,2012