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基于TMS320LF2407的小型变频器设计

基于TMS320LF2407的小型变频器设计

点击数:7402 次   录入时间:03-04 11:43:57   整理:http://www.55dianzi.com   应用案例

  频器的控制核心。它能够输出具有可编程死区控制的PWM波形,PWM波形的死区是为了避免同一桥臂的上下功率管同时导通造成短出三对互补的PWM信号经光电隔离后,输入到IGBT的驱动电路,然后驱动带有续流二极管的六单元IGBT模块,根据不同占空比的PWM波形,可以输出具有变频、变压的三相交流输出,直接驱动三相小功率交流感应电机。

  2主电路部分是主电路框图,主要组成模块如下:整流电路。采用单相的220AC作为输入电源,整流电路采用单相全波整流桥。由可知,输入的220VAC经过整流滤波后可得到光滑的高压直流,该直流作为三相逆变器的输入电压。

  过电压、过电流检测单元。检查整流滤波电容两端的电压及其直流回路的电流,信号经过转换后连接到DSP芯片功率驱动保护管脚。当过电压、过电流等发生时,TMS320LF2407能够将PWM输出引脚置为高阻态,使逆变器停止工作,从而提供相应的安全保护,避免造成更大的损失,同时申请中断对故障作进一步的处理。

  光电隔离和功率驱动电路。由于信号是高速变化的,光电隔离采用6N137快速光耦,以满足系统的诉。功翻动:芯片采用三件0它的输出信号可直接驱动镨模块小功率变频器原理框图流二极管的六单元IGBT模块组成,把整流桥整流后的直流电,再逆变成频率、幅值都可调的交流电,这是变频器实现变VAC频的执行环节,也是变频器的核心。

  与检测模块。逆变器输出的电压和电流经TMS320LF2407采样和转换后,可以实时显示在控制面板上。同时,当逆变器工作不正常,输出电压和电流异常时,TMS320LF2407也可以调用相关子程序,控制逆变器的运行。

  3操作面板部分该小功率变频器提供了简单易操作的控制面板,具有良好的人机界面。面板上有丰富的按键和显示模块,通过面板能够对变频器的启动和停止进行控制,能够在线设置变频器运行模式,交互式设定参数,并能够显示各种错误代码,方便维护操作。

  在系统中,TMS320LF2407采用中断方式来确认按键值,采用中断能够减少DSP对HD7279的访问次数,减少对DSP的占用,同时使得程序运行更有效率,提高系统的实时响应能力。DSP和HD7279的连线有数据线、时钟线、片选信号和中断线。当有按键操作时,HD7279的中断引脚产生一个低电平,DSP响应该中断,并调用相应的中断处理程序,判断所按的按键,并根据按键值做进一步的操作。在该变频器中,使用4个数码管显示变频器的各种运行状态,显示对变频器的各种设置。由于HD7279可以支持64个按键和多于8位的数码管显示,因此对没有用到的按键和数码管,可以不连接,不会影响到键盘的使用。

  4辅助开关电源部分辅助开关电源可以输出+5V、+5V、+15V等多路直流电压,为DSP和系统的其他元器件供电。由于TMS320LF2407的工作电压是3. 3V,必须在系统中加一个电源转换芯片,这里选用TI公司的TPS7301芯片,接上适当的外围电阻,构成电阻分压器,就可以得到3.3V的输出电压。由于系统采用了光电隔离器件,为保证良好的接地,必须为系统提供两路独立的+5V电源。是开关电源的原理框图。

  在该电路中,采用单独的220VAC作为输入,这样可以避免输入电压和主电路电流的波动,影响DSP处理器和其它元器件的正常工作。由于采用了高速实时数字信号处理器TMS320LF2407和其它灵敏的电子元器件,为提高变频器的稳定性,对开关电源的质量提出较高的要求。为满足系统对开关电源的需求,采用了以下措施:首先,开关电源部分采用专用的整流滤波电路,不共用主电路的整流模块,可以减少电网电压波动和主电路中电流的波动对开关电源的影响。其次,对开关电源的PWM脉宽调制控制器集成电路,采用价格低、性能良好、外围元件少的UC3842,也可以降低成本。试验证明该开关电源能够输出变频器所需的稳定高质量的直流电压,能够使变频器稳定的工作。

  开关电源原理框变频器的软件设计变频器的控制功能由TMS320LE2407的软件部分来实现,包括主程序和中断服务程序。变频器的软件具有以下几个功能:PWM信号的产生、模拟信号的采集与处理、故障处理、人机界面通讯和参数设定的处理以及运行模式的选择。

  根据变频器的工作原理和特点,其软件流程图如所示。

  主程序对系统进行初始配置,完成初始化后,进入主循环,开始正常的工作方式。当DSP检测到有中断的发生时,根据中断的类型,调用中断子程序,可以实现参数设置、运行方式设置、报警、保护等功能。

  6结束语本文所设计的小功率变频器是以TI公司的TMS320LF2407的应用前景。利用该芯片的串行通讯接口模块(SCI),还可以实集中控制。

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