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基于数字信号控制器的智能家电解决方案

返回列表 来源:lol比赛押注 发布日期:2021-09-30 19:30
 本文摘要:利用单个DSP控制器构建 多种系统功能 先进设备的新型DSP控制器能让系统设计人员自由选择效率更高的电动马达,例如无刷直流马达(BLDC)或永磁实时马达(PMSM)等驱动装置。这些马达获取多项比不上有刷马达和交流感应器马达的优势。无刷直流马达的转子结构较重,所以效率更高、操作者更安静、加快也更慢。一款专门省电和省水洗衣机设计的无刷直流马达控制电路如图1右图。

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利用单个DSP控制器构建  多种系统功能  先进设备的新型DSP控制器能让系统设计人员自由选择效率更高的电动马达,例如无刷直流马达(BLDC)或永磁实时马达(PMSM)等驱动装置。这些马达获取多项比不上有刷马达和交流感应器马达的优势。无刷直流马达的转子结构较重,所以效率更高、操作者更安静、加快也更慢。一款专门省电和省水洗衣机设计的无刷直流马达控制电路如图1右图。

这个控制电路以一颗DSP控制器为核心,不仅能掌控主要驱动马达的操作者,还有充足的效能管理,可辅助水泵和螺线管等组件,以便获取水量和洗衣精剂量掌控等其它功能。该控制器还能继续执行有源功率因数校正,让家电产品从交流输出电源吸取更加多电力。  控制器的主要工作是产生多种高频、高分辨率的脉宽调制(PWM)信号,另外,它还必需不具备充份的运算能力来继续执行先进设备算法,以便将转矩纹波增至大于、展开线上参数调整并获取准确的扭矩掌控。除此之外,还必需增大设计体积并增加组件数量,使它更容易生产生产。

    DSP控制器内置多种功能以便继续执行前述所有工作,还包括1个40MIPS的16位定点DSP内核、16个以上的PWM地下通道、4个标准化定时器、1个所含16个多路复用输出地下通道的10位模数转换器、编码器模块、串行通信接口、SPI相连端口以及1个看门狗定时器。该器件的PWM输入数目不足以掌控1个三相电压源逆变器,而前端降压转换器则能构建有源功率因数校正电路。只剩的PWM地下通道可用作其它功能,例如热水器伺服系统和辅助马达驱动装置。

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片上模数转换器则能用来测量各种系统输出,如马达振幅电流和功率因数校正电路的直流总线电压等。由于该器件获取多达16个地下通道,其它输出能用来测量水温和水位等操作者条件。  马达驱动算法和其它软件模块  马达驱动装置共计三大软件模块:自排操作者所需的闭环空间向量脉宽调制(SVPWM)模块、前端输出功率因数校正,以及一个主要当作控制器与用户控制面板之间界面的通信模块。本文侧重讲解了SVPWM模块。

空间向量PWM技术具备多项优点,从而比不上正弦波PWM等较非常简单、效率较好的方法。在特定的直流链路电压输入下,SVPWM的三相马达功率输入比正弦波PWM馈电马达的高达16%。

图2是SVPWM算法的结构图。    首先是产生参照电压向量。

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控制器不会在必要向量(d-q)平面上以特定的速度和振幅转动参照电压向量,参照频率sp由用户获取,角频率e则由频率产生算法掌控。角度积分器的8个高位作为指针,指向一个256字符的正弦波值查找表格。

只要将一个固定值(步阶幅度)添加此寄存器,指针就不会以相同速率在表格上循环移动,并在移至表格尾端时行至表格的最前端继续移动。它还必须sine()的值,以便将参照电压向量分解成参照电压向量所在扇形区(sector)的基本空间向量。由于6个扇形区都使用某种程度的分解成程序,系统只需一份60的正弦波值查找表格。

在特定的步长幅度下,参照电压V*的角频率(周期/秒)相等:    其中fs是取样频率,Step相等角度的步长增量,m则是分数寄存器的位数。  原作PWM频率fS=20kHz,step=1,m=16,频率分辨率就变为0.061Hz,这回应设计人员对逆变器输入频率的掌控精确度能超过0.1Hz。查找表的大小也不会影响制备正弦波的谐波失真度。

假设表格有256个字段,角度变动范围为60,那么角度查找的分辨率就相等60/256=0.230。


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