波形发生器在生活中有许多运用,不过关于波形发生器,咱们并非均有所了解。此外,波形发生器品种较多,无法在短时刻内悉数把握。本文中,将为咱们解说pwm波形发生器,并侧重解说这款波形发生器作业原理。
一、为什么要运用PWM波
1:PWM便是PULSE WIDTH Modulation 脉宽调制 – 矩形脉冲波形,你可理解为占空比可调的方波。
2.DSP直接能够输出PWM波,所以不需求额定的硬件衔接。可是DSP输出的驱动才能有限,驱动电机有必要额定加扩大驱动电路。
3.以DSP的EVA单元为比如,EVA的2个通用定时器能够发生2路独立的PWM波,3个比较单元能够发生6对带死区的PWM波。(1)T1CNT为接连计数方法发生不对称的PWM波,此刻PWM的周期为(t1pr+1)/tclk,t1pr为周期寄存器值,TCLK为当时定时器每计数一次所需时刻。(2)T1CNT为接连增减计数发生对称的PWM波。周期为2T1PR/tclk.程序如下:void InitEV(void) {
EvaRegs.T1PR=5000;EvaRegs.T1CMPR=2500//没用这种办法发生;EvaRegs.T1CNT=0//定时器1初值设0;EvaRegs.T1CON.ALL=0x144E//接连增方法,使能定时器1和设置T1P的周期;EvaRegs.CMPR1=500;//运用比较单元输出PWM;EvaRegs.ACTR.all=0x0006//设置输出管束地有用仍是高有用;EvaRegs.DBTCON.all=0x0530//使能死区定时器,死区时刻为5倍定时器时刻;EvaRegs.COMCONA.all=0xa600//比较器操控A操作时能
二、pwm波形发生器的原理与运用
一般的采样型SPwM法分天然采样法和规矩采样法,天然采样法是将基准正弦波与一个载波三角波相比较,由两者的交点决议开关方法的办法。因为天然采样法得到的数学模型需求解逾越方程,因而并不合适微操控器进行实时操控,又因为实践查验对称波形比非对称波形在三相电的相电流中引起的谐波失真小,所以咱们运用对称规矩采样法作为本体系的数学模型。
这儿阐明一下TMS320LF2407(以下简称2407)来发生PWM信号的原理:因为发生一个PWM信号需求有一个合适的定时器来重复发生个与PM周期相同的计数周期,并用一个比较寄存器来坚持调制值,因而,比较寄存器的值应不断与定吋寄存器的值相比较,这样,当两个值相匹配时,就会在呼应的输出上发生一个转化(从低到高或从高到低),然后发生输出脉冲,输出的敞开(或封闭)时刻与被调制的数值成正比,因而,改动调制薮值,相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改动。
经过TMS320LF2407的事情办理器模块能够发生必定占空比的PwM脉冲信号,而运用其间的通用定时器、全比较单元和单比较单元则均可宣布PWM脉冲,由DSP的Pw口可输出一系列等幅不等宽的PwM波形信号,这些信号再经过外围系列调度电路的改换之后,便能够得到所需求的三相沟通正弦波信号了。事实上,在硬件上,DSP有两个规划相同的事情办理模块( EVAZEVB),每一个事情办理模块都有6个PWM输出口,故可输岀两组三相SPWM波,一般均可满意一般的规划。
一般沟通电机和静态逆变器一般选用这种波形;(b)为三次谐波(增强型波型),此种波型包括3分奇次谐波,输出功率进步20%,三相谐波彼此抵消,避免了电机发热;(c)为带死区的三次谐波(高效型波形),进一步优化三次谐波,在一个周期中,高压侧和低压侧的开关坚持60°的空隙,不光节省了33%的开关损耗,并且能够运用更少、更廉价的功率器材或削减散热片的体积,进步了功率开关的牢靠性。
pwm发生器是完成脉冲序列的中心。脉冲调制信号是经过比较输入参阅波形和高频载波得到的。sa866de选用异步不对称规矩采样的调制办法,其作业原理如图3所示。sa866de为用户供给的参阅波形以数字方法存在片内rom中。sa866de运用数字调制技能,避免了运用模仿器材时发生的漂移现象。三角波(载波)由一个上/下计数器组成,并经过数字比较器和调制波进行比较。调制波在每个载波波峰上升和下降沿都进行采样,称作“双沿规矩采样”。调制波以数字方法存在片内rom中(1536个采样点/360°)。开关频率被rom内特定地址的份额操控,该份额值与sa866de的载波频率无关,因而称为“异步pwm办法”。pwm波形终究输出三对互补信号别离驱动三相逆变桥的上、下开关管。每相输出操控电路由脉冲撤销电路、脉冲推迟电路和功率驱动电路组成。脉冲撤销电路用来将脉冲宽度小于撤销时刻的脉冲去掉;脉冲推迟电路确保死区时刻距离,避免转化瞬间上、下桥臂间开关器材发生直通现象,以使逆变器牢靠换相;驱动电路用于pwm波形输出功率扩大,使之可直接驱动光电耦合器件,完成阻隔。
1.速度及加快/减速操控逻辑
速度操控经过速度设置电位器由set-point端引进,经10位高速a/d转化器转化成相应的目标值。加快、减速操控首要经过一个16位幅值比较器和17位加/减计数器组成。加/减计数器的时钟由加/减速振荡器供给,加/减速速率可独自设定,由osc/clk输入状况用3种办法操控。加/减速速率设置端raccel/rdecel别离外接电阻、电容确认加/减速振荡器频率。是否实施加/减速,还应由电压监控端vmonitor和电流监控端imonitor的输入信号值一起确认。
2.v/f操控
为了习惯各种场合,确保sa866de在任何频率下都能对电压起伏进行操控,有两种v/f操控办法能够挑选。线形办法和二次型办法。为了减小铜耗,基电压都设置成可调,然后电压和频率按线形联系和二次型联系上升到指定值。线形v/f操作使频率在恒转矩区上升到指定值。在恒转矩区外振幅坚持最大值,但随着频率的增大,转矩不断下降,而使功率坚持不变,此刻被称为恒功率区。v/f特性曲线形状由一个8位精度的可编程参数决议。
3.方法挑选
将serial脚置1或悬空不必,能够挑选方法n1~n3,这三种方法均为正常作业方法,一切参数均由外部eeprom读入。将serial脚置0能够挑选方法s1~s2,这两种方法均为串行作业方法,由微处理器/微操控器替代外部eeprom,串行加载初始化参数。
sa866de具有microwire三线串行接口,可与256或1024位的串联总线型eeprom兼容。eeprom的存储单元分为4页,每页为4个16位字,别离包括一套参数。页面挑选经过sa866de给eeprom发送的首地址指令及所读取的位数确认,这样关于每种产品能够有四套参数供挑选,由page0、page1两个逻辑管脚决议。
如上图所示,体系选用外接eeprom办法,所选eeprom为atmel公司出产的at93lc46,一切的可编程参数均存在eeprom中,page0、page1用来挑选存储器93lc46的4个页面数据。体系上电或复位后,经过串行口主动下载。sa866de作业于方法n3,racc、rdec引脚接高电平,serial端悬空。trip端接一发光二极管,用来显现体系故障封锁。
体系主电路输入为引自电网的三相沟通电,经整流、滤波后变为安稳的直流电供给给功率改换器材,经过功率改换器材变频后构成三相沟通电驱动沟通电机。功率改换器材选用集成度高的智能功率模块(ipm),它将功率改换、栅极驱动和维护电路集为一体,具有驱动欠电压、开关过流、桥臂短路及过热等体系维护功用。sa866de的settrip端与ipm的维护输出端相连,一旦检测到维护信号在快速向sa866de宣布维护高电平,高速堵截电路,关断pwm输出。
操控电路是整个变频调速体系的中心,整个操控电路只需选用一片三相pwm波形发生器芯片sa866de即可完成pwm信号输出、体系维护等功用。12档速度调理经过加/减速速率设置端raccel/rdecel及电压监控端vmonitor和电流监控端imonitor很简略完成,电机的正回转经过dir端操控,因而,体系电路结构简略,操控调理便利,具有很高的智能性。