88171_part_2

Часть 2. Аппаратные интерфейсы
микропроцессорных систем
управления электроприводами.
2.1. Интерфейс с силовым
преобразователем энергии.
2.1.1. Структура встроенного широтноимпульсного модулятора.
IGBT и MOSFET транзисторы
Структура встроенного широтно-импульсного
модулятора микроконтроллеров
TMS320F28XX
Модули, формирующие два
взаимосвязанных широтно-модулированных
сигнала EPWMxA и EPWMxB
Каждый модуль состоит из следующих субмодулей:
субмодуль базового таймера ШИМ (Time Base);
субмодуль сравнения (Counter Compare);
субмодуль реализации события (Action Qua
lifier);
- субмодуль генератора «мертвого времени» (Dead
band);
- субмодуль высокочастотной модуляции (PWM
Chopper);
- субмодуль аварийного выключения (Trip Zone);
- субмодуль формирования запросов прерывания и
запуска АЦП (Event Trigger and Interrupt);
-
2.1.2. Субмодуль базового таймера ШИМ.
16-разрядный реверсивный счетчик
(UP/DOWN Couner).
• Режим счета вперед
• Режим счета назад
Режим реверсивного счета
Структура регистра TBCTL.
Структура регистра TBSTS
2.1.2. Субмодуль сравнения.
Структура регистра CMPCTL.
2.1.3. Субмодуль реализации
события.
Программирование необходимых событий осуществляется с помощью
регистров AQCTLA и AQCTLB с аналогичной структурой:
Структура регистра AQSFRC
Структура регистра AQCSFRC
2.1.4. Субмодуль генератора
«мертвого времени».
Управление режимом работы субмодуля
осуществляется с помощью регистра DBCTL,
структура которого представлена ниже
Величина задержки положительного перепада и
величина задержки отрицательного перепада
сигналов ШИМ задается с помощью регистров
DBRED и DBFED соответственно:
2.1.5. Субмодуль высокочастотной
модуляции.
В данном субблоке импульсы широтно-модулированных сигналов управления
ключами силового преобразователя модулируются высокочастотным импульсным
сигналом :
Структурная схема субмодуля
высокочастотной модуляции
Задание большей длительности первого импульса
модулирующей последовательности для
обеспечения быстрого переключения силового
транзистора
Структура регистра PCCTL
2.1.6. Субмодуль аварийного
выключения.
Структура регистра TZSEL.
Структура регистра TZCTL
Структура регистра TZEINT
Структура регистра TZFLG
2.1.6. Субмодуль формирования
запросов прерывания и запуска
АЦП.
Структура регистра ETSEL
Структура регистра ETPS
Структура регистра ETFLG
2.2. Интерфейс с датчиками обратных связей.
2.2.1. Интерфейс с датчиком положения.
2.2.1.1. Оптический энкодер в качестве датчика
положения.
Устройство сопряжения и
реверсивный счетчик
Микроконтроллеры семейства TMS320F283XX оснащены
специальным интерфейсным модулем, аппаратно
выполняющим описанные преобразования:
2.2.1.2.Блок квадратурного декодера.
Формирование сигнала
направления счета QDIR
Структура регистра QDECCTL
2.2.1.3.Блок счетчика положения.
Структура регистра QEPCTL
Структура регистра QPOSCTL
2.2.1.4. Блок фиксации
квадратурных импульсов.
Базовый таймер
Данный способ вычисления
скорости поясняется на рисунке:
Структура регистра QCAPCTL
2.2.1.4. Блок сторожевого таймера.
2.2.2. Интерфейс с аналоговыми датчиками.
2.2.2.1. Принципы аналого-цифрового
преобразования.
• Обобщенная
структурная схема
АЦП
U(t)
I
Q
Ш
I – импульсный элемент
Q – квантование по уровню
Ш - шифратор
• Идеальная статическая
характеристика 3разрядного АЦП
U*(n)
Структурная схема АЦП
последовательных приближений
Структурная схема параллельного
(Flash) АЦП
Структурная схема АЦП двойного
интегрирования
Процесс преобразования состоит из
трех фаз:
Сигма-дельта АЦП
2.2.2.1. Параметры аналогоцифровых преобразователей.
Ошибка биполярного смещения нуля (Bipolar Zero Error) и ошибка
униполярного смещения нуля (Zero Offset Error)
Дифференциальная нелинейность
Интегральная нелинейность (INL –
Integral Nonlinearity) или
относительная точность (Relative
Accuracy) АЦП
Аппертурная погрешность
Упрощенная схема«устройства
выборки-хранения» (УВХ)
(Track/Hold Unit).
Работа реального УВХ