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浅析无刷电机控制器的电路及基本原理

时间:03-20 10:15 点击:92

随着运动控制理论的发展和高性能运动控制的要求,一般的单片或双片微控制器不能够满足复杂而智能的运动控制系统,促使一些大型厂商纷纷推出性能更加优越的DSP芯片电机控制器

 

构成无刷电机控制器,除了微控制器外还需要专用门阵列组合,以及响应的存储器和外围芯片,这就使得芯片数量增加,软件复杂,价格提高。针对这个问题,美国ADI公司和TI公司相继研制成功了以DSP为内核的集成电机控制芯片。这些控制器不但具有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构特点,而且使价格大大降低、体积缩小、结构紧凑、使用便捷、可靠性提高。目前DSP的最大速度可达20~40MIPS(百万条指令/s)以上,指令执行时间或完成一次动作的时间快达几十纳秒,它和普通的MCU相比,运算及处理能力强10~50倍,确保系统有更优越的控制性能。

 

无刷电机控制器

无刷电机控制器


TMS320LF2407A是TI公司TMS320C24x系列中功能最强的一款DSP,该芯片与同系列其他DSP相比,有如下一些特点:

1)采用高性能静态CM0S技术,供电电压降为3.3V,减少控制器的功耗,40MIPS的执行速度使得指令周期缩短到25ns(40MHz),从而提高了无刷电机控制器的实时控制能力。

2)片内高达32K字的FLASH程序存储器,高达1.5K字的数据/程序RAM,544字双端口RAM(DRRAM)和2K字的单口RAM(SARAM)。

3)两个事件管理器模块EVA和EVB,每个包括两个16位通用定时器和8个16位的脉宽调制(PWM)通道。它们能够实现:三相反相控制;PWM对称和非对称波形;当外部引脚PDPINTx出现低电平时,快速关闭PWM通道;可编程的PWM死区控制以防止上下桥臂同时输出触发脉冲;3个捕获单元;片内光电编码器接口电路;16通道A/D转换器。事件管理器模块适用于控制交流感应电机、无刷电机、开关磁阻电机、步进电机、多极电机和逆变器

4)可扩展的外部程序存储器,总共192K字;64K字程序存储器空间;64K字数据存储器空间;64K字I/O寻址空间。

5)看门狗定时器模块(WDT)。

6)10位A/D转换器,最小转换时间为500ns,可选择两个事件管理器来触发的两个8通道输入A/D转换器或一个16位通道输入的A/D转换器。

7)控制器局域网(CAN)2.0B模块。

8)串行通信接口(SCI)。

9)16位的串行外设接口(SPI)。

10)基于锁相环的时钟发生器。

11)高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO)。

12)5个外部中断(电机驱动保护、复位和两个可屏蔽中断)。

13)电源管理包括3种低功耗模式,并且能独立将外设器件转为低功耗模式。

 

这些卓越的性能特性使数字信号控制器成为需要更高精确度、更快转速或无传感器控制的无刷电机控制器应用领域的理想解决方案。



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