Cortex-M3的直流無(wú)刷電機控制系統的設計
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2．1 智能功率模塊及其驅動(dòng)電路
本設計中智能功率模塊受CPU輸出的6路PWM信號控制，它將整流電路整流輸出的直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姽┙o電機。本系統采用的是東芝公司設汁制造的智能功率模塊MIG20J501L，如圖3所示。智能功率模塊MIG20J501L集功率開(kāi)關(guān)電路和驅動(dòng)電路于一身，內有6個(gè)并聯(lián)了續流二極管的IGBT，直接構成三相全橋逆變器。在控制信號與智能功率模塊的門(mén)級信號之間需要加光電隔離器件進(jìn)行光電隔離。LPC1766輸出的6路PWM信號經(jīng)過(guò)快速光耦光電隔離后送給智能功率模塊MIG20J501L的IN(U)、IN(V)、IN(W)、IN(X)、IN(Y)、IN(Z)端口，控制導通IPM內部相應的IGBT管。IPM內部設計了故障保護機制，當有過(guò)壓、過(guò)流或者過(guò)熱等故障出現時(shí)，相應的故障輸出端VFO會(huì )輸出故障信號。為提高智能功率模塊工作的可靠性，采用開(kāi)關(guān)電源為其單獨供電。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/160074.htm
IPM內部已經(jīng)包含功率器件的驅動(dòng)和保護電路，使用時(shí)只需要提供驅動(dòng)電源和PWM波形的開(kāi)關(guān)控制信號。驅動(dòng)電源需要4路隔離的電源，其中3路隔離電源分別供給逆變橋上橋臂的3個(gè)開(kāi)關(guān)器件，而下橋臂的3個(gè)開(kāi)關(guān)器件共用1路電源?？紤]到IPM的高頻開(kāi)關(guān)工作能力，PWM波形的開(kāi)關(guān)控制信號的傳輸隔離電路應具有盡可能短的傳輸延時(shí)時(shí)間，以提高驅動(dòng)電路參數的一致性。
2．2 電壓檢測與保護電路
直流側電壓上升或下降過(guò)快會(huì )導致系統工作異常，甚至損壞逆變器，因此直流側電壓檢測保護電路必不可少。圖4為電壓檢測與保護電路。將直流側正負母線(xiàn)電壓引入檢測板，經(jīng)過(guò)電阻分壓后為比較器LM339提供電壓信號。A1為過(guò)壓比較器，V1為預先設定的較高電壓值。當母線(xiàn)分壓信號Vi大于V1時(shí)，認為產(chǎn)生過(guò)壓現象，這時(shí)CPU控制單元必須立即發(fā)出停機命令，停止逆變器的輸出。當母線(xiàn)分壓信號Vi小于V3與電源電壓所確定的某個(gè)閾值時(shí)，認為產(chǎn)生欠壓現象，這時(shí)CPU控制單元立即發(fā)出停機命令，停止逆變器的輸出。
2．3 電流檢測與保護電路
電流檢測與保護電路如圖5所示?；魻栯娏鱾鞲衅鞑杉降碾娏餍盘柦?jīng)過(guò)電阻R1轉化為電壓信號，送往CPU進(jìn)行A／D轉換。以進(jìn)行電流環(huán)的控制；送往比較器LM393進(jìn)行過(guò)流故障判斷。當采集到的電壓信號V1大于過(guò)流閾值電壓V2時(shí)，即出現過(guò)流現象，比較器LM393輸出引腳變低，光電耦合器O1開(kāi)通，三極管飽和導通，繼電器JZ1線(xiàn)圈通電，而它的常閉觸點(diǎn)3B和3C串聯(lián)在為主回路供電的主接觸器的線(xiàn)圈回路中。這時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器斷電，斷開(kāi)主回路。同時(shí)，CPU檢測到過(guò)流信號，軟件做出相應的故障處理，及時(shí)地保護系統。
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