45
Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами. 2.1. Интерфейс с силовым преобразователем энергии.

Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

  • Upload
    tender

  • View
    57

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами. 2.1. Интерфейс с силовым преобразователем энергии. 2.1.1 . Структура встроенного широтно-импульсного модулятора. IGBT и MOSFET транзистор ы. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами.

2.1. Интерфейс с силовым преобразователем энергии.

Page 2: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.1. Структура встроенного широтно-импульсного модулятора.

IGBT и MOSFET транзисторы

Page 3: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура встроенного широтно-импульсного модулятора микроконтроллеров

TMS320F28XX

Page 4: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Модули, формирующие два взаимосвязанных широтно-модулированных

сигнала EPWMxA и EPWMxB

Page 5: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

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);

Page 6: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.2. Субмодуль базового таймера ШИМ.

Page 7: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

16-разрядный реверсивный счетчик (UP/DOWN Couner).

• Режим счета вперед • Режим счета назад

Режим реверсивного счета

Page 8: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра TBCTL.

Структура регистра TBSTS

Page 9: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.2. Субмодуль сравнения.

Page 10: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра CMPCTL.

Page 11: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.3. Субмодуль реализации события.

Программирование необходимых событий осуществляется с помощью регистров AQCTLA и AQCTLB с аналогичной структурой:

Структура регистра AQSFRC

Page 12: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра AQCSFRC

Page 13: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.4. Субмодуль генератора «мертвого времени».

Page 14: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

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:

Page 15: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.5. Субмодуль высокочастотной модуляции.

В данном субблоке импульсы широтно-модулированных сигналов управления ключами силового преобразователя модулируются высокочастотным импульсным сигналом :

Page 16: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структурная схема субмодуля высокочастотной модуляции

Page 17: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Задание большей длительности первого импульса модулирующей последовательности для обеспечения быстрого переключения силового

транзистора

Page 18: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра PCCTL

Page 19: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.6. Субмодуль аварийного выключения.

Структура регистра TZSEL.

Структура регистра TZCTL

Page 20: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра TZEINT

Структура регистра TZFLG

Page 21: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.1.6. Субмодуль формирования запросов прерывания и запуска АЦП.

Структура регистра ETSEL

Структура регистра ETPS

Page 22: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра ETFLG

Page 23: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2. Интерфейс с датчиками обратных связей.2.2.1. Интерфейс с датчиком положения.

2.2.1.1. Оптический энкодер в качестве датчика положения.

Page 24: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Устройство сопряжения и реверсивный счетчик

Page 25: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Микроконтроллеры семейства TMS320F283XX оснащены специальным интерфейсным модулем, аппаратно

выполняющим описанные преобразования:

Page 26: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.1.2.Блок квадратурного декодера.

Page 27: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Формирование сигнала направления счета QDIR

Структура регистра QDECCTL

Page 28: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.1.3.Блок счетчика положения. Структура регистра QEPCTL

Структура регистра QPOSCTL

Page 29: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.1.4. Блок фиксации квадратурных импульсов.

Page 30: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Базовый таймер

Page 31: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Данный способ вычисления скорости поясняется на рисунке:

Page 32: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структура регистра QCAPCTL

Page 33: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.1.4. Блок сторожевого таймера.

Page 34: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.2. Интерфейс с аналоговыми датчиками.2.2.2.1. Принципы аналого-цифрового преобразования.

• Обобщенная структурная схема АЦП

• Идеальная статическая характеристика 3-разрядного АЦП

I Q ШU(t) U*(n)

I – импульсный элемент

Q – квантование по уровню

Ш - шифратор

Page 35: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структурная схема АЦП последовательных приближений

Page 36: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структурная схема параллельного (Flash) АЦП

Page 37: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Структурная схема АЦП двойного интегрирования

Page 38: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Процесс преобразования состоит из трех фаз:

Page 39: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Сигма-дельта АЦП

Page 40: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

2.2.2.1. Параметры аналого-цифровых преобразователей.

Ошибка биполярного смещения нуля (Bipolar Zero Error) и ошибка униполярного смещения нуля (Zero Offset Error)

Page 41: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Дифференциальная нелинейность

Page 42: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Интегральная нелинейность (INL – Integral Nonlinearity) или относительная

точность (Relative Accuracy) АЦП

Page 43: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Аппертурная погрешность

Page 44: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Упрощенная схема«устройства выборки-хранения» (УВХ) (Track/Hold Unit).

Page 45: Часть 2. Аппаратные интерфейсы микропроцессорных систем управления электроприводами

Работа реального УВХ