芯教程|平頭哥助力昊芯HX2000系列芯片電機過流跳閘保護(hù)專題(一)EPWM_TZ錯誤聯(lián)防

隨著能源需求的日益緊張，科技的日趨智能化，高效高可靠的安全保護(hù)，已成為人們生產(chǎn)生活必然趨勢。中科昊芯順應(yīng)時代需求，推出適用于高精度工業(yè)自動化運動控制的新版HXS320F28034PNT數(shù)字信號處理器DSP，芯片COMP模塊以模擬量閾值比較，輸出TZ錯誤聯(lián)防信號，與EPWM模塊聯(lián)合使用，構(gòu)成DC數(shù)字比較、CBC周期限流，與單次OST過流跳閘保護(hù)，更加有效助力于工程師實現(xiàn)安全高效的三重高可靠性保護(hù)，廣泛應(yīng)用于電動車、電動汽車、軌道交通、全電飛機、新能源發(fā)電、機器人等工業(yè)自動化高精度控制領(lǐng)域。

自平頭哥半導(dǎo)體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境（簡稱“CDK”）支持HX2000系列芯片調(diào)試以來，本期推出專題講解芯片電機過流跳閘保護(hù)，共分為三期講解。本期主要講解EPWM_TZ錯誤聯(lián)防，DC數(shù)字比較與比較器超閾值檢測將在后續(xù)兩期內(nèi)容中逐步介紹。

HX2000系列EPWM_TZ工作原理如下，由周期CBC限流與超越閾值OST單次跳閘，二重保護(hù)事件輸出，觸發(fā)EPWMxA/B動作，關(guān)斷過流輸出的MOSFET橋臂，實現(xiàn)限流與跳閘保護(hù)，原理如下：

通過TZSEL寄存器OSHTx或CBCx，選擇單次或周期故障（低電平觸發(fā)）輸入引腳為。TZEINT使能打開相應(yīng)TZINT中斷，由輸入單次或周期故障，觸發(fā)產(chǎn)生EPWMx_TZINT中斷：置位TZFLG相應(yīng)標(biāo)志位，觸發(fā)EPWMxA/B按TZCTL[TZA/TZB]所配置高、置低與高阻動作。單次OST或CBC故障消除后，均可手動寫入TZCLR相應(yīng)標(biāo)志位，清除中斷標(biāo)志，便于下次中斷觸發(fā)。但OST故障消除后不可自動恢復(fù)，CBC故障消除后，可在TBCTR=0時自動清除中斷標(biāo)志，使EPWM波形恢復(fù)，以實現(xiàn)周期限流。詳細(xì)介紹請見下圖B站視頻鏈接：

由此設(shè)計EPWM_TZ實例：某時刻驅(qū)動板電流：（1）過流輸出周期CBC錯誤聯(lián)防，輸入(GPIO16)，觸發(fā)EPWM2A置高、EPWM2B置低；（2）超越閾值輸出單次OST錯誤聯(lián)防，輸入(GPIO17)，觸發(fā)EPWM1A置高、EPWM1B置低，硬件連接如下：

基于以上分析，在CDK上開發(fā)EPWM_TZ輸出，代碼包括：EPWM與TZ GPIO、初始化、OST及CBC錯誤聯(lián)防配置、TZ觸發(fā)EPWM動作的中斷服務(wù)程序，主程序調(diào)用執(zhí)行。

1.intmain(void)2.{3. /*系統(tǒng)初始化控制*/4. InitSysCtrl();5. /*初始化GPIO，復(fù)用為EPwm功能*/6. InitEPwm1Gpio();7. InitEPwm2Gpio();8. /*初始化TZ錯誤聯(lián)防引腳配置*/9. InitTzGpio();10. /*初始化LED，用于指示錯誤聯(lián)防觸發(fā)*/11. InitLED();12. /*關(guān)中斷*/13. InitPieCtrl();14. /*清中斷*/15. IER=0x0000;16. IFR=0x0000;17. /*初始化PIE中斷向量表*/18. InitPieVectTable();19. EALLOW;20. /*將epwm1_tz_isr入口地址賦給EPWM1_TZINT,執(zhí)行OST錯誤聯(lián)防觸發(fā)*/21. PieVectTable.EPWM1_TZINT=&epwm1_tz_isr;22. /*將epwm2_tz_isr入口地址賦給EPWM2_TZINT,執(zhí)行CBC錯誤聯(lián)防觸發(fā)*/23. PieVectTable.EPWM2_TZINT=&epwm2_tz_isr;24. EDIS;25. EALLOW;26. /*禁用TBCLK同步，允許EPWM初始化配置*/27. SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=0;28. EDIS;29. /*初始化EPWM1,錯誤聯(lián)防配置為單次OSHT3觸發(fā)*/30. InitEPwm1Example();31. /*初始化EPWM2，錯誤聯(lián)防配置為周期CBC2觸發(fā)*/32. InitEPwm2Example();33. EALLOW;34. /*使能TBCLK同步，EPWM配置功能起作用*/35. SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=1;36. EDIS;37. /*使能CPUIER的第2組中斷向量*/38. IER|=M_INT2;39. /*使能相對應(yīng)的中斷*/40. PieCtrlRegs.PIEIER2.bit.INTx1=1;41. PieCtrlRegs.PIEIER2.bit.INTx2=1;42. /*使能全局中斷*/43. EINT;44. while(1)45. {46. /*判斷OST單次與CBC周期錯誤聯(lián)防觸發(fā)，LED亮OST觸發(fā)，滅CBC觸發(fā)*/47. if(EPwm_TZ_CBC_flag!=0)48. {49. GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO44=1;50. }51. else52. {53. GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIO44=1;54. }55. }56. return0;57.}

CDK上開發(fā)EPWM_TZ輸出程序，其編譯結(jié)果為：

編譯通過后，就可以開始調(diào)試了，CBC錯誤聯(lián)防事件的調(diào)試結(jié)果如下：

CBC觸發(fā)前與故障消除后的EPWM波形如圖左，觸發(fā)后的EPWM波形如圖右：

OST錯誤聯(lián)防事件的調(diào)試結(jié)果如下：

OST觸發(fā)前后的EPWM波形如下：

關(guān)于昊芯

“智由芯生 創(chuàng)享未來”，昊芯是數(shù)字信號處理器專業(yè)供應(yīng)商。作為中國科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，瞄準(zhǔn)國際前沿芯片設(shè)計技術(shù)，依托多年積累的雄厚技術(shù)實力及對產(chǎn)業(yè)鏈的理解，以開放積極的心態(tài)，基于開源指令集架構(gòu)RISC-V，打造多個系列數(shù)字信號處理器產(chǎn)品，并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場前景，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及電機驅(qū)動、數(shù)字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費電子、白色家電等領(lǐng)域。