解析永磁無刷直流電機(jī)控制器的原理及電路

隨著控制理論的發(fā)展和高性能控制的需求，一般的單片或多片微處理器不能滿足復(fù)雜而先進(jìn)的控制算法，使得數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）成為這種應(yīng)用場(chǎng)合的首選器件。

構(gòu)成永磁無刷直流電機(jī)控制器，除了微處理器外還需要專用門陣列組合，以及響應(yīng)的存儲(chǔ)器和外圍芯片，這就使得芯片數(shù)量增加，軟件復(fù)雜，價(jià)格提高。針對(duì)這個(gè)問題，美國(guó)AD公司和TI公司相繼研制成功了以DSP為內(nèi)核的集成電機(jī)控制芯片。這些控制器不但具有高速信號(hào)處理和數(shù)字控制功能所必需的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而且有為電機(jī)控制應(yīng)用提供單片解決方案所必需的外圍設(shè)各。

永磁無刷直流電機(jī)原理

TMS320LF2407A是TI公司TMS320C24x系列中功能最強(qiáng)的一款DSP，該芯片與同系列其他DSP相比，有如下一些特點(diǎn)：

采用高性能靜態(tài)CM0S技術(shù)，供電電壓降為3.3V，減少控制器的功耗，40MIPS的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到25ns（40MHz），從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。

片內(nèi)高達(dá)32K字的FLASH程序存儲(chǔ)器，高達(dá)1.5K字的數(shù)據(jù)／程序RAM，544字雙端口RAM（DRRAM）和2K字的單口RAM（SARAM）。

兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，每個(gè)包括兩個(gè)16位通用定時(shí)器和8個(gè)16位的脈寬調(diào)制（PWM）通道。它們能夠?qū)崿F(xiàn)：三相反相控制；PWM對(duì)稱和非對(duì)稱波形；當(dāng)外部引腳PDPINTx出現(xiàn)低電平時(shí)，快速關(guān)閉PWM通道；可編程的PWM死區(qū)控制以防止上下橋臂同時(shí)輸出觸發(fā)脈沖；3個(gè)捕獲單元；片內(nèi)光電編碼器接口電路；16通道A／D轉(zhuǎn)換器。事件管理器模塊適用于控制交流感應(yīng)電機(jī)、無刷直流電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、多極電機(jī)和逆變器。

永磁無刷直流電機(jī)控制器

可擴(kuò)展的外部程序存儲(chǔ)器，總共192K字；64K字程序存儲(chǔ)器空間；64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間；64K字I／O尋址空間。

看門狗定時(shí)器模塊（WDT）。

10位A／D轉(zhuǎn)換器，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為500ns，可選擇兩個(gè)事件管理器來觸發(fā)的兩個(gè)8通道輸入A／D轉(zhuǎn)換器或一個(gè)16位通道輸入的A／D轉(zhuǎn)換器。

控制器局域網(wǎng)（CAN）2.0B模塊。

串行通信接口（SCI）。

16位的串行外設(shè)接口（SPI）。

基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘發(fā)生器。

高達(dá)40個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入／輸出引腳（GPIO）。

5個(gè)外部中斷（電機(jī)驅(qū)動(dòng)保護(hù)、復(fù)位和兩個(gè)可屏蔽中斷）。

電源管理包括3種低功耗模式，并且能獨(dú)立將外設(shè)器件轉(zhuǎn)為低功耗模式。

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