專利名稱：基于tms320f2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流無刷電動機(jī)。特別是涉及一種具有較強(qiáng)通用性的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，直流無刷電機(jī)在汽車、工具、工業(yè)工控、自動化以及航空航天等等有了較快的較為廣泛的應(yīng)用，無刷直流電機(jī)較之傳統(tǒng)的直流電機(jī)省去了機(jī)械的電刷裝置，而采用電子換向代替電刷裝置，性能可靠、永無磨損、故障率低，壽命比有刷電機(jī)提高了約6倍，在性能上比直流電機(jī)有了無法比擬的飛躍，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。新型的直流無刷電機(jī)的控制系統(tǒng)是涉及電力電子技術(shù)，電機(jī)學(xué)，自動控制，材料科學(xué)等等學(xué)科的融合，隨著功率開關(guān)，微處理器技術(shù)，以及先進(jìn)控制理論的發(fā)展，這無疑使得直流無刷電機(jī)正在向著集成化、智能化、高效化、節(jié)能化發(fā)展。直流無刷電機(jī)的運(yùn)行又離不開其專用驅(qū)動器，直流無刷電機(jī)的調(diào)速裝置是將主要起到對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，過流、過壓、過熱保護(hù)，具備很寬的調(diào)速范圍，其市場規(guī)模將伴隨直流無刷電機(jī)產(chǎn)業(yè)的推廣而同步擴(kuò)張?，F(xiàn)階段的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器已有多種形式，就目前而言，最初的模擬電路組成的控制器已經(jīng)由數(shù)字芯片替代，智能功率模塊(IPM)的誕生，把功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成在一起，給無刷直流電機(jī)調(diào)速裝置設(shè)計帶來了極大的便利，而智能功率模塊的結(jié)構(gòu)內(nèi)置保護(hù)電路，保護(hù)電機(jī)不被燒壞，而現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，對于轉(zhuǎn)速的控制精度，轉(zhuǎn)矩更高的動態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性也有了更高的要求。目前，直流無刷電機(jī)調(diào)速器大多調(diào)速范圍不寬，精度不高，體積較大，而且針對特定型號的電機(jī)，傳統(tǒng)直流無刷電機(jī)含有霍爾位置傳感器，作為換向信息提供給電機(jī)，霍爾傳感器增加了電機(jī)成本，和電機(jī)尺寸，新型直流無刷電機(jī)的控制器是采用無位置傳感器控制技術(shù)發(fā)展而來的。所以，設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡潔、集成度較高、高可靠性，高精度的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器是有意義的?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不需位置傳感器和霍爾換向，能夠精確控制電機(jī)不同轉(zhuǎn)速的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，包括有橋式整流濾波電路，還設(shè)置有通過傳感器與所述的橋式整流濾波電路連接的由自上層到下層依次插針結(jié)構(gòu)相連的作為控制板的中央處理單元、作為調(diào)理板的信號調(diào)理電路和作為驅(qū)動板的三相逆變橋模塊共同構(gòu)成用于驅(qū)動直流無刷電機(jī)的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，以及向中央處理單元和信號調(diào)理電路提供電源的供電電源，所述的傳感器是分別連接中央處理單元的電流傳感器和電壓傳感器。所述的中央處理單元包括有中央處理器芯片，分別連接中央處理器芯片的信號輸入端的光耦隔離電路、硬件過流保護(hù)電路、調(diào)整電路和通過AD采樣電路連接三相逆變橋模塊輸出的三相驅(qū)動電壓的磁耦隔離電路，分別連接中央處理器芯片的信號輸出端的電平轉(zhuǎn)換電路、JTAG仿真接口和按鍵與LED電路，所述的電平轉(zhuǎn)換電路的輸出連接信號調(diào)理電路，所述的中央處理器芯片的電源輸入端通過主控電源連接供電電源，所述的中央處理器芯片的信號輸入端還連接直流無刷電機(jī)的輸出的三相霍爾信號，以及連接信號調(diào)理電路輸出的USO, VSO 和 WSO 信號。所述的調(diào)整電路包括有連接電流傳感器信號輸出端的電流傳感器電路，連接電壓傳感器信號輸出端的電壓傳感器電路，以及連接三相逆變橋模塊的溫度傳感器電路。所述的電壓傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的同相輸入端通過電阻R60連接電壓傳感器的信號輸出端，該同相輸入端還分別通過電容C52接地，以及依次通過電阻R60和電阻R59接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的輸出端通過電阻R94分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的反相輸入端、通過電容C80接地、通過穩(wěn)壓管D3接地、通過穩(wěn)壓管D3接
3.3V電源以及連接 中央處理器芯片。所述的電流傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的同相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器的信號輸出端，該同相輸入端還分別通過電容C50接地，以及依次通過電阻R58和電阻R57接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的輸出端通過電阻R95分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的反相輸入端、通過電容C81接地、通過穩(wěn)壓管D5接地、通過穩(wěn)壓管D4接
3.3V電源以及連接中央處理器芯片。所述的溫度傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的同相輸入端通過電阻R62連接設(shè)置在三相逆變橋模塊中的電阻RT1，該同相輸入端還分別通過電容C53接地，依次通過電阻R62和電阻R61接5V電源，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的輸出端通過電阻R96分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的反相輸入端、通過電容C82接地、通過穩(wěn)壓管D7接地、通過穩(wěn)壓管D6接3.3V電源以及連接中央處理器芯片。所述的硬件過流保護(hù)電路包括有運(yùn)算放大芯F4，所述運(yùn)算放大芯F4的反相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器的信號輸出端(A)，該反相輸入端還分別通過電容C50接地、通過電容C48接地以及依次通過電阻R58和電阻R57接地，所述運(yùn)算放大芯F4的同相輸入端連接電器R61的可調(diào)端，電器R61的一端連接3.3V電源，另一端接地，所述運(yùn)算放大芯F4的輸出端分別通過電阻R99連接3.3V電源，通過電阻RlOO接中央處理器芯片，所述運(yùn)算放大芯F4的8腳分別連接3.3V電源和通過電容C56接地。所述的信號調(diào)理電路包括有三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核，和一個反電動勢過零比較電路，所述的反電動勢過零比較電路的信號輸入端連接三相逆變橋模塊輸出的驅(qū)動直流無刷電機(jī)的驅(qū)動信號，反電動勢過零比較電路的信號輸出端連接中央處理單元的信號輸入端，所述的三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核的輸入端對應(yīng)連接中央處理單元的信號輸出端，三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核的輸出端分別連接三相逆變橋模塊，所述三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核對應(yīng)輸出的USO、VSO和WSO信號連接中央處理單元的信號輸入端。所述的反電動勢過零比較電路包括有三組結(jié)構(gòu)相同分別對應(yīng)接收三相逆變橋模塊輸出的三路驅(qū)動信號的電路，其中任一組電路均包括有:相串聯(lián)的6個電阻R61/R67/R79、R62/R68/R76、R63/R69/R77、R64/R70/R80、R65R71/R81、R91/R72/R82，相串聯(lián)的 6 個電阻的輸入端連接三路驅(qū)動信號中的一路信號，相串聯(lián)的6個電阻的輸出端連接一個運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端，該反相輸入端通過一個二極管接電源VCC，所述的運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的同相輸入端通過一個電阻R74/R78/R75連接運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的輸出端通過中央處理單元中的光耦隔離電路連接中央處理器芯片，三組電路中的三個運(yùn)算放大器U5A、U5B、U5C的同相輸入端相互連接，所述的相串聯(lián)的6個電阻的輸出端還分別通過一個電阻和一個電容接地。所述的IGBT驅(qū)動內(nèi)核包括有驅(qū)動芯片Ul，所述的驅(qū)動芯片Ul的I腳通過一電感接15V電源，還分別通過5個電容接地，驅(qū)動芯片Ul的I腳還依次通過一個電阻RS02與一個反向二極管D2的串聯(lián)輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元的信號輸入端，所述的驅(qū)動芯片Ul的2腳通過一個電阻R3連接電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端nNB/VINB/WINB，該2腳還分別通過一個電阻R9和一個電容C9接地，3腳通過一個電阻R4連接電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端nNA/VINA/WINA，4腳通過一個電阻接地，5腳和6腳共同通過反向二極管D2輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元的信號輸入端，7腳通過一個電阻接地，8腳接地，9腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與10腳共同再分別通過一個電阻R15和一個二極管D5串聯(lián)后與11腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VC接三相逆變橋模塊，驅(qū)動芯片Ul的12腳通過一個電阻到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊，13腳直接到輸出端VEl連接三相逆變橋模塊，該13腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊,14腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與15腳共同再分別通過一個電阻R22和一個二極管D8串聯(lián)后與16腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端G4連接三相逆變橋模塊，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VEl連接三相逆變橋模塊，驅(qū)動芯片Ul的17腳通過一個電阻到輸出端G4連接三相逆變橋模塊，18腳直接接地，該18腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端G4連接三相逆變橋模塊。本發(fā)明的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，解決了現(xiàn)有電機(jī)控制器體積較大，轉(zhuǎn)速精度不 高等不足，本發(fā)明的主電路由220V工頻交流電整流提供，本發(fā)明采用分層電路的設(shè)計方式，自下而上，分為三個電路板，下層為主電路逆變模塊驅(qū)動板，中層為信號調(diào)理板，上層為核心控制板，結(jié)構(gòu)簡易，可靠性高，并且更換容易，具有較強(qiáng)的通用性。本發(fā)明可以同時實現(xiàn)反電動勢過零比較無位置傳感器換向和霍爾位置信號換向。


圖1是直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器的硬件結(jié)構(gòu)圖；圖2是直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器的系統(tǒng)線路連接圖；圖3是圖1、圖2中橋式整流濾波電路的電路圖；圖4是圖1、圖2中三相逆變橋模塊內(nèi)部電路圖；圖5是圖1、圖2中中央處理器芯片控制板；圖6是圖5中主控電源的電路原理圖；圖7是圖5中電壓傳感器的電路原理圖；圖8是圖5中電流傳感器的電路原理圖；圖9是圖5中溫度傳感器的電路原理圖；圖10是圖5中硬件過流保護(hù)電路的電路原理圖；圖11是圖1、圖2中反電動勢過零比較電路的電路原理圖；圖12是圖1、圖2中驅(qū)動內(nèi)核模塊電路原理圖中1:橋式整流濾波電路2:三相逆變橋模塊3:中央處理單元4:信號調(diào)理電路板5:直流無刷電機(jī)6:外接的電源模塊7:電流傳感器8:電壓傳感器11:可調(diào)變壓器12:橋式整流電路31:中央處理器芯片32:光耦隔離電路33:硬件過流保護(hù)電路34:調(diào)整電路

35:主控電源36:電平轉(zhuǎn)換電路37:按鍵與LED電路38 JTAG仿真接口39:AD采樣電路410:磁耦隔離電路41:反電動勢過零比較電路42:1GBT驅(qū)動內(nèi)核
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器做出詳細(xì)說明。本發(fā)明的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，旨在設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡潔、集成度高、更換方便的直流無刷電機(jī)調(diào)速器。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:分層結(jié)構(gòu)的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，逆變橋模塊和調(diào)理板直接焊接，縮短了信號的傳輸距離，有利于提高PWM的精度。自下而上包括，下層三相逆變橋驅(qū)動板，中層信號調(diào)理板，上層中央控制板。三層電路板由插針上下相接，減少走線的長度，有助于降低分布電容對高頻信號的影響。調(diào)速器運(yùn)行全過程可以簡述如下:中央控制器通過對外產(chǎn)生6路可編程調(diào)節(jié)占空比的PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號，6路PWM信號驅(qū)動6個IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)的通斷，六個IGBT構(gòu)成逆變橋式電路，連接至直流無刷電機(jī)，直流無刷電機(jī)內(nèi)置的霍爾信號經(jīng)過調(diào)理電路進(jìn)入控制芯片可以用于計算電機(jī)轉(zhuǎn)速，構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)，整流后的直流母線電流傳感器和電壓傳感器進(jìn)入主控芯片中央控制器得到直流母線的電壓信號和電流信號，電流信號構(gòu)成電流閉環(huán)。中央控制器通過調(diào)節(jié)PWM占空比來實現(xiàn)對直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，中央控制器通過捕捉得到的霍爾位置信號或者位置過零信號來實現(xiàn)對電機(jī)的換向。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，包括有橋式整流濾波電路1，還設(shè)置有通過傳感器與所述的橋式整流濾波電路I連接的由自上層到下層依次插針結(jié)構(gòu)相連的作為控制板的中央處理單元3、作為調(diào)理板的信號調(diào)理電路4和作為驅(qū)動板三相逆變橋模塊2共同構(gòu)成的用于驅(qū)動直流無刷電機(jī)5的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，以及向中央處理單元3和信號調(diào)理電路4提供電源的供電電源6，所述的傳感器是分別連接中央處理單元3的電流傳感器7和電壓傳感器8。本發(fā)明的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，橋式整流濾波電路I的輸入由工頻220V交流電提供電源，輸出的直流電經(jīng)過濾波連接至下層三相逆變橋模塊2的母線部分，所述的三相逆變橋模塊2的輸出三相連接至直流無刷電機(jī)5，所述的三相逆變橋模塊2通過插針引出IGBT門級、集電極、發(fā)射極連接至信號調(diào)理電路4驅(qū)動內(nèi)核的輸出，每個橋臂由一個驅(qū)動內(nèi)核單獨(dú)控制，所述的直流無刷電機(jī)5的三相霍爾傳感器信號輸出連接至上層中央處理單元3的捕獲輸入，所述的直流無刷電機(jī)5的搭建的中層信號調(diào)理板三相反電動勢過零信號作為輸出連接至上層中央處理單元3的捕獲端，所述的上層中央處理單元3的6路PWM輸出信號連接至中層信號調(diào)理電路4的42部件驅(qū)動內(nèi)核上。所述的橋式整流濾波電路I的輸出連接了電流傳感器7和電壓傳感器8的輸入，所述的電流傳感器7和電壓傳感器8連接至上層中央處理單元3的輸入，所述的中層信號調(diào)理電路4和所述的中央處理單元3的供電由外接供電電源6提供。如圖3所示，所述的橋式整流濾波電路I是由可調(diào)變壓器11和與可調(diào)變壓器11相連的橋式整流電路12構(gòu)成，其中，所述的可調(diào)變壓器11的輸入端連接220V電源，所述的橋式整流電路12的輸出分別連接電流傳感器7和電壓傳感器8以及三相逆變橋模塊2，所述的橋式整流電路12具有橋式整流121和濾波電路122兩部分。首先單相220V交流電經(jīng)過可調(diào)變壓器11變換出可調(diào)的交流電壓，經(jīng)過橋式整流121和濾波電路122輸出脈動的直流電，直流電接入下層逆三相逆變橋模塊2采用電壓源型逆變，因此脈動的直流電源不能作為逆變電路的電源，需經(jīng)過濾波成平穩(wěn)的直流電源，濾波電路采用大電容均壓濾波的方式濾除脈動成分，同時可實現(xiàn)功率交換作用，如圖3所示，電容參數(shù)為5600μ F/450V，均壓電阻參數(shù)為20W/47K，通過設(shè)計可使得濾波電路實現(xiàn)耐壓900V容量為5600 μ F的性能。調(diào)壓器采用三相交流調(diào)壓器&DGr-15，其最大通量為15KVA，最大流通電流60A。整流電路采用單相橋式不可控整流模塊MDQ100A，其反向耐壓可達(dá)2000V，最大輸出電流100A，可滿足系統(tǒng)供電要求。如圖4所不，所述的三相逆變橋模塊2是米用三菱的IGBT模塊型號為FS200R12PT4，其內(nèi)部為三相全控橋結(jié)構(gòu)，DIP封裝，可直接焊接至驅(qū)動電路板，大大減少了驅(qū)動連接線的長度，降低了驅(qū)動信號的傳輸干擾，模塊內(nèi)置負(fù)溫度系數(shù)測溫電阻，可實時測量模塊內(nèi)部的溫 度，減小了模塊熱損壞的幾率，其最大輸出電流可達(dá)200A，耐壓可達(dá)1200V，在一定的開通、關(guān)斷電阻下其導(dǎo)通時間小于0.2us，關(guān)斷時間小于0.5us，完全可以滿足系統(tǒng)對逆變模塊的功率及快速性要求。逆變橋模塊分為三個橋臂，每個橋臂由兩個IGBT上下相連，每個IGBT的門級、集電極、發(fā)射極由插針引出，可以直接驅(qū)動IGBT的通斷，薄膜電容采用緊貼逆變橋的設(shè)計，可以再電壓變化劇烈的場合，可以提供瞬時大電流，且損耗僅為鋁電解電容的1%。如圖5所示，所述的中央處理單元3包括有中央處理器芯片31，分別連接中央處理器芯片31的信號輸入端的光耦隔離電路32、硬件過流保護(hù)電路33、調(diào)整電路34和通過AD采樣電路39連接三相逆變橋模塊2輸出的三相驅(qū)動電壓的磁耦隔離電路310，分別連接中央處理器芯片31的信號輸出端的電平轉(zhuǎn)換電路36、JTAG仿真接口 38和按鍵與LED電路37，所述的電平轉(zhuǎn)換電路36的輸出連接信號調(diào)理電路4，所述的中央處理器芯片31的電源輸入端通過主控電源35連接供電電源6，所述的中央處理器芯片31的信號輸入端還連接直流無刷電機(jī)5的輸出的三相霍爾信號，以及連接信號調(diào)理電路4輸出的USO、VSO和WSO信號。 所述的中央處理單元3主要功能是:1、能夠?qū)崟r快速準(zhǔn)確地檢測主電路的電壓、電流的大??；2、快速的電流過流硬件保護(hù)；3、實現(xiàn)按鍵的電機(jī)啟?？刂?，LED燈的電機(jī)狀態(tài)顯示；4、3V、5V不同電平之間的轉(zhuǎn)換；5、強(qiáng)電、弱點之間的隔離，以及模擬數(shù)字信號之間的防干擾；6、控制軟件的實時仿真、調(diào)試。在無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中要求中央處理器芯片31能夠輸出六路占空比可調(diào)的PWM信號，能夠接收大量的中斷信號并及時作出處理，能夠?qū)崿F(xiàn)多種定時任務(wù)，最主要的是能夠有快速的數(shù)據(jù)處理能力。中央處理器芯片(DSP) 31內(nèi)部集成硬件乘法電路使得乘法運(yùn)算能夠在單周期內(nèi)完成，適合進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理。DSP中的ADC模塊能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；事件管理器(EV)模塊提供了專門的PWM輸出引腳，并且具有多個定時器來完成多種定時任務(wù)，其中斷模塊也能更方便地處理實時性任務(wù)，本發(fā)明選用TI公司的型號為TMS320F2812作為系統(tǒng)的主控芯片即中央處理器芯片31，TMS320F2812具有高速的數(shù)據(jù)處理能力(主頻高達(dá)150MIPS)能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行快速處理；其ADC模塊具有高速、高精度的數(shù)據(jù)采集能力，能夠快速地實現(xiàn)電壓、電流、溫度的測量；EV模塊可提供PWM輸出，并具有過流中斷保護(hù)引腳可以很好保護(hù)系統(tǒng)免受過流損害，CAP單元可以快速地捕獲反電勢過零信號和三相霍爾信號；多種中斷能夠快速處理各種實時性任務(wù)，也能很好地保障系統(tǒng)的安全。所述的主控電源35如圖6所示。電源是控制電路的動力源，很多元器件對供電電源品質(zhì)都有明確的要求，因此電源性能的好壞直接關(guān)系到各元器件的工作性能及壽命，也關(guān)系到控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。在本發(fā)明的控制回路中所用到的電源電壓等級包括:±15V (電壓、電流傳感器、IGBT驅(qū)動)、+5V (光耦隔離、電平轉(zhuǎn)換芯片、反電勢過零檢測電路)、+3.3V (電壓比較器、DSP及其外圍電路供電電源)、+1.9V (DSP內(nèi)核電壓)?！?5V由外部電壓源提供，如圖6所示，上層控制板卡所用+5V由±15V通過電源芯片LM2576及其外圍電路產(chǎn)生。其中反電勢過零檢測電路中端電壓采集信號會帶有高壓串?dāng)_，因此其供電電源+5V要與其他電源隔離，本發(fā)明采用中層調(diào)理板上隔離DC/DC模塊將+15V轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的+5V電源供給反電勢過零檢測電 路。如圖6所示，上層控制板上+3.3V和+1.9V由TI的雙電源芯片TPS70302外加+5V電壓源產(chǎn)生，DSP的IO電源為+3.3V，內(nèi)核電源為+1.8V,但是當(dāng)DSP的主頻高于135MHZ時要求內(nèi)核電源電壓達(dá)到+1.9V，因此本發(fā)明設(shè)有+3.3V和+1.9V電源，這兩路電源由+5V電源經(jīng)雙電源芯片TPS70302轉(zhuǎn)換得到的，TPS70302是專門的為DSP供電的低壓差線性穩(wěn)壓器(low dropout regulator一LD0),其雙路電源輸出順序可由相應(yīng)的管腳來配置，自身功耗比較小，帶有熱關(guān)斷保護(hù)功能。TMS320F2812要求在內(nèi)核電源上電時1/0電源電壓已經(jīng)建立，所以需要將SEQ管腳置低，同時將管腳—和PGl相連來保證DSP的上電順序。DSP還對電源電壓有比較嚴(yán)格的要求，電源偏壓一般不要超過5%，TPS70302特有的SVS系統(tǒng)能夠在其電源輸出值低于標(biāo)稱值5%時快速地關(guān)閉電源輸出并將復(fù)位引腳置低來復(fù)位芯片，設(shè)計電路時將此復(fù)位引腳接至DSP的復(fù)位管腳可以快速地實現(xiàn)對DSP的欠壓保護(hù)以避免DSP損壞。所述中央處理器芯片(31TMS320F2812數(shù)字信號處理模塊)與JTAG調(diào)試接口箱連接，實現(xiàn)對TMS320F2812數(shù)字信號處理模塊控制算法的寫入、調(diào)試與燒寫。數(shù)字信號處理模塊 TMS320F2812 將引腳 TCK、TD0、TMS、TD1、VCC、GND 配置為 JTAG 調(diào)試接口。具有 JTAG 調(diào)試口的芯片都有如下JTAG引腳定義:TCK——測試時鐘輸入；TDI——測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI輸入JTAG 口 ；TD0——測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO從JTAG 口輸出；TMS——測試模式選擇，TMS用來設(shè)置JTAG 口處于某種特定的測試模式。在使用PC機(jī)進(jìn)行在線調(diào)試時，仿真模式下，數(shù)據(jù)可以通過JTAG接口傳入上位機(jī)，實時在線觀測數(shù)據(jù)變換，便于編程調(diào)試，同時也可以用作程序燒寫的接口。直流母線電壓電流的采樣，中央處理器芯片(31TMS320F2812數(shù)字信號處理模塊)的ADC模塊具有高達(dá)12.5MSPS的轉(zhuǎn)換速率，完全可以用于電流閉環(huán)控制中的電流信號高速測量。其多達(dá)16路的轉(zhuǎn)換通道還可用于電源電壓和外部電流的測量。ADC模塊進(jìn)行采樣的輸入信號的電壓不能超過3V，否則會將模塊損壞，在實際應(yīng)用中一般將輸入信號的最高電壓控制在2.5V左右。中央處理單元3設(shè)置了按鍵、LED、電平轉(zhuǎn)換，按鍵:本發(fā)明設(shè)計了四路按鍵電路接至DSP I/O端口，可以方便地實現(xiàn)控制系統(tǒng)的復(fù)位及電機(jī)的啟動，加速、停車的控制。LED:本發(fā)明設(shè)計了 8路LED燈的控制電路接至DSP I/O端口，可以實時地顯示電機(jī)的運(yùn)行狀況，比如電機(jī)運(yùn)行故障報警:過熱、過流、欠壓等可以分別顯示，方便了電機(jī)的調(diào)試運(yùn)行中的監(jiān)測。電平轉(zhuǎn)換:本控制系統(tǒng)中為+5V、+3.3V混合供電系統(tǒng)，比如驅(qū)動板的PWM驅(qū)動信號需要+5V信號電平，而DSP輸出的PWM信號為+3.3V電平，光耦隔離器件的輸出為+5V信號也不滿足DSP的輸入信號(+3.3V)要求，本系統(tǒng)選用8路雙向+3.3V-+5V電平轉(zhuǎn)換器74LVC4245，它具有高速低功耗的轉(zhuǎn)換特性。相電壓采樣電路設(shè)計，電機(jī)的相電壓定義為直流無刷電機(jī)的三相電壓相對虛擬零點的電壓(如圖11所示虛擬零點)，DSP2812通過SPI總線，經(jīng)過三通道磁耦電路AduM1310外置AD芯片AD7928采集三相相電壓，如圖11所示的電壓比較器輸出，作為過零信號，經(jīng)過TLPl 17光耦隔離進(jìn)入DSP的捕獲單元中。所述的調(diào)整電路34包括有連接電流傳感器7信號輸出端的電流傳感器電路，連接電壓傳感器8信號輸出端的電壓傳感器電路，以及連接三相逆變橋模塊2的溫度傳感器電路。如圖7所示，所述的電壓傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)1，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的同相輸入端通過電阻R60連接電壓傳感器8的信號輸出端，該同相輸入端還分別通過電容C52接地，以及依次通過電阻R60和電阻R59接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的輸出端通過電阻R94分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的反相輸入端、通過電容C80接地、通過穩(wěn)壓管D3接地、通過穩(wěn)壓管D3接3.3V電源以及連接中央處理器芯片31。為了控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍及實現(xiàn)安全的電氣隔離，本發(fā)明的電壓傳感器8采用閉環(huán)霍爾電壓傳感器LV25-P/SP2，該型號的電壓傳感器可用于測量直流、交流、脈沖電壓等，供電電壓±15V，原副邊線圈比為2500:1000，原邊最大電流配置為10mA，則副邊電流最大值為25mA，本系統(tǒng)所用電源電壓最高為300V，因此計算得電阻Rm的參數(shù)為30K/3W，為保證AD采樣電壓不超過3V，將測量電壓信號最大值配置為2.5V，所以配置測壓電阻R59為100 Ω的精密電阻。測量的環(huán)境中包含很多噪聲干擾，R60和C52構(gòu)成一階低通濾波器濾除高頻噪聲干擾。LM358A搭建的電壓跟隨器具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗，可以提高測量信號的驅(qū)動能力并且保證信號傳輸過程中不會失真，其中電阻R94和電容C80構(gòu)成的低通濾波器可消除跟隨器產(chǎn)生的高頻震蕩。在AD與跟隨器之間加一鉗位電路保證信號電壓在AD采樣電路的安全電壓范圍之內(nèi)，輸出端ADCINA1接DSP的AD采樣端口。如圖8所示，所述的電流傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的同相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器7的信號輸出端A，該同相輸入端還分別通過電容C50接地，以及依次通 過電阻R58和電阻R57接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的輸出端通過電阻R95分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的反相輸入端、通過電容C81接地、通過穩(wěn)壓管D5接地、通過穩(wěn)壓管D4接3.3V電源以及連接中央處理器芯片31。為保證安全的電氣隔離及電流測量精度，本發(fā)明的電流傳感器7采用閉環(huán)直流電流霍爾傳感器HDC40WJSC，供電電源+15V，該傳感器測量電流范圍為0-40A，輸出信號4-20mA，測量電阻R57為120Ω的精密電阻，電流傳感器電路其他部分功能同電壓傳感器電路，輸出端ADCINA2接DSP的AD采樣端口。如圖9所示，所述的溫度傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的同相輸入端通過電阻R62連接設(shè)置在三相逆變橋模塊2中的電阻RT1，該同相輸入端還分別通過電容C53接地，依次通過電阻R62和電阻R61接5V電源，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的輸出端通過電阻R96分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的反相輸入端、通過電容C82接地、通過穩(wěn)壓管D7接地、通過穩(wěn)壓管D6接3.3V電源以及連接中央處理器芯片31。 如圖10所示，所述的硬件過流保護(hù)電路33包括有運(yùn)算放大芯F4，所述運(yùn)算放大芯F4的反相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器7的信號輸出端A，該反相輸入端還分別通過電容C50接地、通過電容C48接地以及依次通過電阻R58和電阻R57接地，所述運(yùn)算放大芯F4的同相輸入端連接電器R61的可調(diào)端，電器R61的一端連接3.3V電源，另一端接地，所述運(yùn)算放大芯F4的輸出端分別通過電阻R99連接3.3V電源，通過電阻RlOO接中央處理器芯片31，所述運(yùn)算放大芯F4的8腳分別連接3.3V電源和通過電容C56接地。硬件過流保護(hù)電路的前半部分為電流測量及濾波電路，后半部分為LM193構(gòu)成的電壓比較器，首先利用可調(diào)變阻器接+3.3V到地，旋轉(zhuǎn)調(diào)整端使其中間端子輸出一個設(shè)定電壓值到運(yùn)放的同相輸入端口，當(dāng)母線電流過流時，運(yùn)放的反相輸入端電壓會超過同相輸入端電壓，比較器輸出信號IBH跳變?yōu)榈碗娖?，IBH接至DSP EV模塊的功率保護(hù)引腳Η)ΡΙΝΤΒ，當(dāng)Η)ΡΙΝΤΒ引腳接收到低電平時引發(fā)系統(tǒng)中斷，PWM引腳輸出全部置為高阻態(tài)，從而防止了控制系統(tǒng)被損壞。如圖1所示，所述的信號調(diào)理電路4包括有三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核42，和一個反電動勢過零比較電路41，所述的反電`動勢過零比較電路41的信號輸入端連接三相逆變橋模塊2輸出的驅(qū)動直流無刷電機(jī)5的驅(qū)動信號，反電動勢過零比較電路41的信號輸出端連接中央處理單元3的信號輸入端，所述的三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核42的輸入端對應(yīng)連接中央處理單元3的信號輸出端，三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核42的輸出端分別連接三相逆變橋模塊2，所述三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核42對應(yīng)輸出的USO、VSO和WSO信號連接中央處理單元3的信號輸入端。如圖11所示,所述的反電動勢過零比較電路41包括有三組結(jié)構(gòu)相同分別對應(yīng)接收三相逆變橋模塊2輸出的三路驅(qū)動信號的電路，其中任一組電路均包括有:相串聯(lián)的6個電阻 R61/R67/R79、R62/R68/R76、R63/R69/R77、R64/R70/R80、R65R71/R81、R91/R72/R82,相串聯(lián)的6個電阻的輸入端連接三路驅(qū)動信號中的一路信號A/B/C，相串聯(lián)的6個電阻的輸出端連接一個運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端,該反相輸入端通過一個二極管接電源VCC，所述的運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的同相輸入端通過一個電阻R74/R78/R75連接運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的輸出端SA/SB/SC通過中央處理單元3中的光耦隔離電路32連接中央處理器芯片31，三組電路中的三個運(yùn)算放大器U5A、U5B、U5C的同相輸入端相互連接，所述的相串聯(lián)的6個電阻的輸出端還分別通過一個電阻和一個電容接地。如圖11所示的反電動勢過零比較電路41，端電壓定義為三相電機(jī)的每一相相對直流母線負(fù)極的電壓，記做uM、ub()、u。。，uao>ubo>uco分別為三相繞組的端電壓,結(jié)合圖3以A相為例，電阻R61、R62、R63、R64、R65、R91串聯(lián)與電阻R66分壓，電容C22與分壓電路構(gòu)成一階低通濾波器濾除高頻干擾。分壓濾波后的三相端電壓信號經(jīng)電阻R74、R78、R75三個精密電阻Y型連接構(gòu)成電機(jī)的虛擬中性點，調(diào)理后的端電壓信號和中性點電壓信號輸入電壓比較器可以得到隨反電勢過零點而跳變的數(shù)字信號SA、SB、SC，這三個標(biāo)志轉(zhuǎn)子位置信息的數(shù)字信號經(jīng)光耦隔離電路TLP117隔離輸出至中央處理器芯片31的捕獲端口。如圖12所示，所述的IGBT驅(qū)動內(nèi)核42包括有驅(qū)動芯片U1，所述的驅(qū)動芯片Ul的I腳通過一電感接15V電源，還分別通過5個電容接地，驅(qū)動芯片Ul的I腳還依次通過一個電阻RS02與一個反向二極管D2的串聯(lián)輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元3的信號輸入端，所述的驅(qū)動芯片Ul的2腳通過一個電阻R3連接電平轉(zhuǎn)換電路36的輸出端ΠΝΒ/VINB/WINB,該2腳還分別通過一個電阻R9和一個電容C9接地，3腳通過一個電阻R4連接電平轉(zhuǎn)換電路36的輸出端nNA/VINA/WINA，4腳通過一個電阻接地，5腳和6腳共同通過反向二極管D2輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元3的信號輸入端，7腳通過一個電阻接地，8腳接地，9腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與10腳共同再分別通過一個電阻R15和一個二極管D5串聯(lián)后與11腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊2，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VC接三相逆變橋模塊2，驅(qū)動芯片Ul的12腳通過一個電阻到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊2，13腳直接到輸出端VEl連接三相逆變橋模塊2，該13腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊2，14腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與15腳共同再分別通過一個電阻R22和一個二極管D8串聯(lián)后與16腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端G4連接三相逆變橋模塊2，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VEl連接三相逆變橋模塊2，驅(qū)動芯片Ul的17腳通過一個電阻到輸出端G4連接三相逆變橋模塊2，18腳直接接地，該18腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端G4連接三相逆變橋模塊2。

圖12所示的是IGBT驅(qū)動內(nèi)核與一個橋臂連接的連接圖，IGBT模塊及其驅(qū)動電路是連接本發(fā)明的強(qiáng)電與弱電的環(huán)節(jié)，因此驅(qū)動電路性能的好壞是系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵。本發(fā)明選用英飛凌的雙通道SCALE-2驅(qū)動內(nèi)核2SC0108T，它可以驅(qū)動600A/1200V的IGBT模塊的一個橋臂的上下兩個功率管，如圖12所示，通過外圍電路設(shè)計，其原邊(左)+15V供電，內(nèi)部脈沖變壓器變換出隔離的+-15V副邊(右)驅(qū)動電源，兩路PWM信號經(jīng)隔離放大轉(zhuǎn)換為IGBT門極驅(qū)動信號，此內(nèi)核還集成了短路保護(hù)及電源電壓監(jiān)控功能，驅(qū)動內(nèi)核連接第一號橋臂，驅(qū)動IGBT的通斷。其中:(I)原邊外圍電路設(shè)計:如圖12所示，以A相橋臂驅(qū)動為例，外接+15V電源經(jīng)LCji型濾波器給驅(qū)動內(nèi)核供電，PWM調(diào)制信號(BINA、BINB)經(jīng)RC濾波輸入驅(qū)動內(nèi)核，MOD引腳直接接地選擇驅(qū)動器為直接模式工作方式，此時BINA、BINB分別控制同一橋臂的上下功率管通斷，SO (1、2)信號是驅(qū)動器故障信息的反饋，包括原方電源欠壓，副方電源欠壓，IGBT短路或過流。如果驅(qū)動器發(fā)生以上故障，SO引腳輸出被拉低，經(jīng)過一個阻斷時間，SO信號線恢復(fù)高電平，阻斷時間Tb的長短由TB管腳通過一個接地電阻Rb根據(jù)下述公式來設(shè)置。RB[kQ]=l.0gTB[ms]+51 20ms〈TB〈130ms71k Ω <RB〈181k Ω
(2)副邊外圍電路設(shè)計:如圖12驅(qū)動內(nèi)核副邊一個通道的輸出，VCE2通過若干電阻串聯(lián)接至IGBT的集電極用于短路或過流監(jiān)測，管腳REF2中內(nèi)置150uA的恒流源，外接電阻Rth3設(shè)定保護(hù)的門檻電壓為10V，GH2和GL2通過開通電阻和關(guān)斷電阻接至IGBT的門極，調(diào)整開通和關(guān)斷電阻的阻值大小可以分別調(diào)節(jié)功率管的開通和關(guān)斷時間的長短。VE3接至IGBT的發(fā)射極，GL2與集電極之間的電阻能在驅(qū)動器掉電的情況下為IGBT的門極和發(fā)射極之間提供一個低阻抗回路，防止IGBT門極擊穿。雙向瞬態(tài)抑制二極管Z3防止過流時門極電壓被抬 高。
權(quán)利要求
1.一種基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，包括有橋式整流濾波電路(I )，其特征在于，還設(shè)置有通過傳感器與所述的橋式整流濾波電路(I)連接的由自上層到下層依次插針結(jié)構(gòu)相連的作為控制板的中央處理單元(3)、作為調(diào)理板的信號調(diào)理電路(4)和作為驅(qū)動板的三相逆變橋模塊(2)共同構(gòu)成用于驅(qū)動直流無刷電機(jī)(5)的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，以及向中央處理單元(3)和信號調(diào)理電路(4)提供電源的供電電源(6)，所述的傳感器是分別連接中央處理單元(3 )的電流傳感器(7 )和電壓傳感器(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的中央處理單元(3)包括有中央處理器芯片(31)，分別連接中央處理器芯片(31)的信號輸入端的光耦隔離電路(32)、硬件過流保護(hù)電路(33)、調(diào)整電路(34)和通過AD采樣電路(39)連接三相逆變橋模塊(2)輸出的三相驅(qū)動電壓的磁耦隔離電路(30)，分別連接中央處理器芯片(31)的信號輸出端的電平轉(zhuǎn)換電路(36)、JTAG仿真接口(38)和按鍵與LED電路(37)，所述的電平轉(zhuǎn)換電路(36)的輸出連接信號調(diào)理電路(4)，所述的中央處理器芯片(31)的電源輸入端通過主控電源(35 )連接供電電源(6 )，所述的中央處理器芯片(31)的信號輸入端還連接直流無刷電機(jī)(5)的輸出的三相霍爾信號，以及連接信號調(diào)理電路(4)輸出的USO、VSO和WSO信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的調(diào)整電路(34)包括有連接電流傳感器(7)信號輸出端的電流傳感器電路，連接電壓傳感器(8)信號輸出端的電壓傳感器電路，以及連接三相逆變橋模塊(2)的溫度傳感器電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的電壓傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)1，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的同相輸入端通過電阻R60連接電壓傳感器(8)的信號輸出端，該同相輸入端還分別通過電容C52接地，以及依次通過電阻R60和電阻R59接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的輸出端通過電阻R94分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)l的反相 輸入端、通過電容C80接地、通過穩(wěn)壓管D3接地、通過穩(wěn)壓管D3接3.3V電源以及連接中央處理器芯片(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的電流傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的同相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器(7)的信號輸出端(A)，該同相輸入端還分別通過電容C50接地，以及依次通過電阻R58和電阻R57接地，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的輸出端通過電阻R95分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)2的反相輸入端、通過電容C81接地、通過穩(wěn)壓管D5接地、通過穩(wěn)壓管D4接3.3V電源以及連接中央處理器芯片(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的溫度傳感器電路包括有運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3，所述運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的同相輸入端通過電阻R62連接設(shè)置在三相逆變橋模塊(2)中的電阻RT1，該同相輸入端還分別通過電容C53接地，依次通過電阻R62和電阻R61接5V電源，運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的輸出端通過電阻R96分別連接運(yùn)算放大芯片F(xiàn)3的反相輸入端、通過電容C82接地、通過穩(wěn)壓管D7接地、通過穩(wěn)壓管D6接3.3V電源以及連接中央處理器芯片(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的硬件過流保護(hù)電路(33)包括有運(yùn)算放大芯F4，所述運(yùn)算放大芯F4的反相輸入端通過電阻R58連接電流傳感器(7)的信號輸出端(A)，該反相輸入端還分別通過電容C50接地、通過電容C48接地以及依次通過電阻R58和電阻R57接地，所述運(yùn)算放大芯F4的同相輸入端連接電器R61的可調(diào)端，電器R61的一端連接3.3V電源，另一端接地，所述運(yùn)算放大芯F4的輸出端分別通過電阻R99連接3.3V電源，通過電阻RlOO接中央處理器芯片(31)，所述運(yùn)算放大芯F4的8腳分別連接3.3V電源和通過電容C56接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的信號調(diào)理電路(4)包括有三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核(42)，和一個反電動勢過零比較電路(41)，所述的反電動勢過零比較電路(41)的信號輸入端連接三相逆變橋模塊(2)輸出的驅(qū)動直流無刷電機(jī)(5)的驅(qū)動信號，反電動勢過零比較電路(41)的信號輸出端連接中央處理單元(3)的信號輸入端，所述的三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核(42)的輸入端對應(yīng)連接中央處理單元(3)的信號輸出端，三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核(42)的輸出端分別連接三相逆變橋模塊(2)，所述三個結(jié)構(gòu)相同的IGBT驅(qū)動內(nèi)核(42)對應(yīng)輸出的USO、VSO和WSO信號連接中央處理單元(3)的信號輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的反電動勢過零比較電路(41)包括有三組結(jié)構(gòu)相同分別對應(yīng)接收三相逆變橋模塊(2)輸出的三路驅(qū)動信號的電路，其中任一組電路均包括有:相串聯(lián)的6個電阻R61/R67/R79、R62/R68/R76、R63/R69/R77、R64/R70/R80、R65R71/R81、R91/R72/R82，相串聯(lián)的 6 個電阻的輸入端連接三路驅(qū)動信號中的一路信號(A/B/C)，相串聯(lián)的6個電阻的輸出端連接一個運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端，該反相輸入端通過一個二極管接電源VCC，所述的運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的同相輸入端通過一個電阻R74/R78/R75連接運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U5A/U5B/U5C的輸出端(SA/SB/SC)通過中央處理單元(3)中的光耦隔 離電路(32)連接中央處理器芯片(31)，三組電路中的三個運(yùn)算放大器U5A、U5B、U5C的同相輸入端相互連接，所述的相串聯(lián)的6個電阻的輸出端還分別通過一個電阻和一個電容接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，其特征在于，所述的IGBT驅(qū)動內(nèi)核(42)包括有驅(qū)動芯片U1，所述的驅(qū)動芯片Ul的I腳通過一電感接15V電源，還分別通過5個電容接地，驅(qū)動芯片Ul的I腳還依次通過一個電阻RS02與一個反向二極管D2的串聯(lián)輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元(3)的信號輸入端，所述的驅(qū)動芯片Ul的2腳通過一個電阻R3連接電平轉(zhuǎn)換電路(36)的輸出端HNB/VINB/WINB，該2腳還分別通過一個電阻R9和一個電容C9接地，3腳通過一個電阻R4連接電平轉(zhuǎn)換電路(36)的輸出端nNA/VINA/WINA，4腳通過一個電阻接地，5腳和6腳共同通過反向二極管D2輸出信號US0/VS0/WS0連接中央處理單元(3)的信號輸入端，7腳通過一個電阻接地，8腳接地，9腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與10腳共同再分別通過一個電阻R15和一個二極管D5串聯(lián)后與11腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊(2)，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VC接三相逆變橋模塊(2)，驅(qū)動芯片Ul的12腳通過一個電阻到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊(2)，13腳直接到輸出端VEl連接三相逆變橋模塊(2)，該13腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端Gl連接三相逆變橋模塊(2)，14腳通過一個電阻和一個電容的串聯(lián)后與15腳共同再分別通過一個電阻R22和一個二極管D8串聯(lián)后與16腳一起分別通過兩個電阻的并聯(lián)到輸出端G4連接三相逆變橋模塊(2)，以及通過6個電阻的依次串聯(lián)接至輸出端VEl連接三相逆變橋模塊(2)，驅(qū)動芯片Ul的17腳通過一個電阻到輸出端G4連接三相逆變橋模塊(2)，18腳直接接地，該18腳還通過一個穩(wěn)壓二極管到輸出端G4連接三相 逆變橋模塊(2)。
全文摘要
一種基于TMS320F2812的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，有通過傳感器與橋式整流濾波電路連接的由自上層到下層依次插針結(jié)構(gòu)相連的作為控制板的中央處理單元、作為調(diào)理板的信號調(diào)理電路和作為驅(qū)動板的三相逆變橋模塊共同構(gòu)成用于驅(qū)動直流無刷電機(jī)的直流無刷電機(jī)調(diào)速控制器，以及向中央處理單元和信號調(diào)理電路提供電源的供電電源，傳感器是分別連接中央處理單元的電流傳感器和電壓傳感器。本發(fā)明采用分層電路的設(shè)計方式，自下而上，分為三個電路板，下層為主電路逆變模塊驅(qū)動板，中層為信號調(diào)理板，上層為核心控制板，結(jié)構(gòu)簡易，可靠性高，并且更換容易，具有較強(qiáng)的通用性。本發(fā)明可以同時實現(xiàn)反電動勢過零比較無位置傳感器換向和霍爾位置信號換向。
文檔編號H02P6/18GK103248293SQ201310156180
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者吳愛國, 王碩, 劉玉明 申請人:天津大學(xué)