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)雜而先進的控制算法,使得數(shù)字信號處理器(DSP)成為這種應(yīng)用場合的首選器件。
構(gòu)成永磁無刷直流電機控制器,除了微處理器外還需要專用門陣列組合,以及響應(yīng)的存儲器和外圍芯片,這就使得芯片數(shù)量增加,軟件復(fù)雜,價格提高。針對這個問題,美國AD公司和TI公司相繼研制成功了以DSP為內(nèi)核的集成電機控制芯片。這些控制器不但具有高速信號處理和數(shù)字控制功能所必需的體系結(jié)構(gòu)特點,而且有為電機控制應(yīng)用提供單片解決方案所必需的外圍設(shè)各。
永磁無刷直流電機原理
TMS320LF2407A是TI公司TMS320C24x系列中功能最強的一款DSP,該芯片與同系列其他DSP相比,有如下一些特點:
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時控制能力。
片內(nèi)高達32K字的FLASH程序存儲器,高達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)。
兩個事件管理器模塊EVA和EVB,每個包括兩個16位通用定時器和8個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對稱和非對稱波形;當(dāng)外部引腳PDPINTx出現(xiàn)低電平時,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輸出觸發(fā)脈沖;3個捕獲單元;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、無刷直流電機、開關(guān)磁阻電機、步進電機、多極電機和逆變器。
永磁無刷直流電機控制器
可擴展的外部程序存儲器,總共192K字;64K字程序存儲器空間;64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲器空間;64K字I/O尋址空間。
看門狗定時器模塊(WDT)。
10位A/D轉(zhuǎn)換器,最小轉(zhuǎn)換時間為500ns,可選擇兩個事件管理器來觸發(fā)的兩個8通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器或一個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)的時鐘發(fā)生器。
高達40個可單獨編程或復(fù)用的通用輸入/輸出引腳(GPIO)。
5個外部中斷(電機驅(qū)動保護、復(fù)位和兩個可屏蔽中斷)。
電源管理包括3種低功耗模式,并且能獨立將外設(shè)器件轉(zhuǎn)為低功耗模式。