TMS 32OF2812與DIP-IPM的通用電路設計

1 變頻調速方式
交流電機的轉速為n1=60f/p，再根據異步電機轉差率s=(n1-n)/n1，可知交流異步機的轉速公式為：n=n1(1-s)=(1-s)60f/p，其中P為極對數，s為轉差率，f為定子供電頻率，當p和s為定植時(shí)，要改變電機的轉速，只需要改變f就可以了，根據控制方式的不同，一般可以分為三種調速方式：在變頻調速過(guò)程中保持定子電壓和定子供電頻率之比為常數，即恒磁通變頻調速，保持定子電流不變的恒流控制調速方式，保掙恒電磁通調速方式。
在具體控制上，可以采用VVVF(Variable Voltagevariable Frequency)變頻或矢量控制變頻控制方式，在電路設計時(shí)，需要實(shí)時(shí)采樣相電壓以及各相電流，根據控制方式的不同，可以選用不同的算法程序。

2 高速DSP芯片TMS320F2812介紹
TMS320F2812DSP是德州儀器公司(TI)推出的一款32位高性能數字信號處理器，它是專(zhuān)為控制設計的高速DSP芯片，擁有峰值每秒運行150萬(wàn)條指令(MIPs)的處理速度和單周期完成32×32位MAC運算的功能，再加上兩個(gè)事件管理器(EVA和EVB)、片上Flash以及片上RAM和AD轉換模塊，能夠實(shí)現實(shí)時(shí)快速的數字信號處理算法，在三相異步電機控制系統中廣泛的被采用。
(1)高性能的32位中央處理器
主頻150MHZ(時(shí)鐘周期6．67ns)，低功耗(核心低壓1．8v，I／O口3．3v)，16位×16位和32位×32位乘且累加操作以及16位×16位的兩個(gè)乘且累加，統一的寄存器編程模式，可達4M字的線(xiàn)性程序地址和數據地址。
(2)片內存儲器
8Kx16位的Flash存儲器
1Kx16位的0TP型只讀存儲器
L0和L1：兩塊4Kx16位的單口隨機存儲器(SARAM)
HO：一塊8Kx16位的單口隨機存儲器
M0和M1：兩塊1Kx16位的單口隨機存儲器
(3)時(shí)鐘與系統控制
支持動(dòng)態(tài)的改變鎖相環(huán)的頻率(PLL)
片內振蕩器
看門(mén)狗定時(shí)器模塊
CPU級和外設級中斷相結合的控制系統
(4)豐富的外圍設備
兩個(gè)事件管理器(EVA、EVB)
串行外圍接口(SPI)
兩個(gè)串行通信接口(SCI)，標準的UART
改進(jìn)的控制器局域網(wǎng)絡(luò )(ECAN)
多通道緩沖串行接口(MCBSP)
16通道12位的數模轉換器(ADC)

3 智能功率模塊DIP-IPM
三菱第五代IGBT芯片的DIP-IPM模塊是三菱公司總結前四代功率模塊的基礎上設計的，它彌補了以往功率模塊在使用和可靠性方面的很多不足，是專(zhuān)為三相電機驅動(dòng)設計的功率模塊。其特點(diǎn)如下：提高可靠性和馬達效率(死區時(shí)間減少)，單電源15V供電，實(shí)現低損耗；熱阻低，易于散熱，簡(jiǎn)化了設計空間，低成本單模封裝，方便了集中安裝接散熱片，為設計高集成度的電機控制器提供了便利；內置短路、欠壓保護電路。且不需要高速光耦隔離，明顯減少了電機的死區時(shí)間；輸入接口電路采用高電平驅動(dòng)邏輯，消除了舊產(chǎn)品低電平驅動(dòng)方式對電源投入和切斷時(shí)的時(shí)序要求。增強了模塊自保護能力；輸入信號端內置下拉電阻，外部無(wú)須再下拉電阻，可直接由DSP或3V級單片機驅動(dòng)。

如上圖所示，圖1為IPM模塊的上驅動(dòng)部分，圖2為IPM模塊的下驅動(dòng)部分。一個(gè)完整的DIP-IPM模塊包括三個(gè)上驅動(dòng)部分和一個(gè)下驅動(dòng)部分，在圖1中給出的只是U相的驅動(dòng)電路，V、W相與U相的電路完全相同。下面就結合內部結構對模塊進(jìn)行說(shuō)明。
UP，VP，WP，UN，VN，WN，控制信號輸入端子，此為控制開(kāi)關(guān)運行的信號輸入端子，信號為電壓型。這些端子在模塊內部與5V CMOS施密特觸發(fā)電路相連。各信號線(xiàn)可直接與單片機輸出口連接，無(wú)需接光耦隔離。
P為逆變器直流母線(xiàn)的正電源端。在模塊內部，此端與上臂IGBT的集電極相連。為抑制直流母線(xiàn)引線(xiàn)和PCB上寄生電感引起的浪涌電壓，應在非?？拷黀，N端子處加平滑電容或具有良好頻率特性的小薄膜電容。
N為逆變器直流母線(xiàn)的負電源端(主電路地)。在模塊內部，此端與下臂IGBT的發(fā)射極相連。