基于C2000的電機控制器設(shè)計

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電機控制器系統(tǒng)

在新能與汽車電機控制器中，為了保障系統(tǒng)安全，針對常見的故障，如過流，過壓，IGBT 驅(qū)動故障等，采取實時的保護方案（一般從故障發(fā)生，到識別，并采取保護措施，需要在幾百納秒以內(nèi)完成)，PWM 進入對應(yīng)的安全狀態(tài)。

以前，控制及保護的系統(tǒng)典型搭配為 MCU + CPLD， 如上圖；（奧迪E-Tron控制板上，采用了1片Altera的MAXII系列的CPLD芯片，1片旋變解碼芯片，1片英飛凌的TriCore AURIX 32位DSP芯片，1片BOSCH的電源管理芯片；）

其中 MCU 跑電機控制算法(如FOC)，系統(tǒng)控制和通訊等功能 ，CPLD 則用來實現(xiàn)不同故障下的 PWM 快速保護功能

因為CPLD獨立于MCU運行，這種架構(gòu)下，即使MCU發(fā)生故障，CPLD也可以第一時間識別并控制系統(tǒng)進入安全狀態(tài)；

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消失的CPLD

在TI針對實時控制的C2000中，有部分系列集成了一個叫CLB的模塊；

該模塊可以在不同的控制系統(tǒng)中承擔(dān)不同的功能，比如替代用于監(jiān)測及保護的CPLD；

CLB，Configurable Logic Block, 內(nèi)部框圖如下

CLB是由可編程邏輯元素(Primitives)，輸入及輸出復(fù)用開關(guān)組成，可以由CPU或者CLA通過寄存器配置；

CLB的輸入及輸出可以與C2000內(nèi)部的其他控制外設(shè)如EPWM,QEP,ECAP等相連；

如下，是基于CLB實現(xiàn)保護的一種具體說明，

CLB 外部輸入 I/O 信號：

IGBT 錯誤信號: 邏輯電平, 1: 表示下橋 IGBT 驅(qū)動有問題，0:表示 IGBT 驅(qū)動有問題沒有問題

OCP 信號: 過流保護信號, 邏輯電平, 1: 過流信號產(chǎn)生, 0: 電流正常.

OVP 信號: 過壓保護信號, 邏輯電平，1: 過壓信號產(chǎn)生, 0: 電壓正常.

CLB 其他輸入信號:

轉(zhuǎn)速范圍信號: CPU 計算之后提供給 CLB，1—表示速度 > 高速門限, 0--表示速度在正常范圍.

PWMxA 和 PWMxB 信號來自于 ePWMx 模塊.

CLB 輸出

PWMxA/ PWMxB

通過在芯片內(nèi)部集成CLB，減去了原系統(tǒng)需要的片上CPLD，降低系統(tǒng)成本及設(shè)計復(fù)雜度的同時，保障了系統(tǒng)安全控制的需求；

審核編輯：劉清