基于DSP的電力電子裝置控制系統(tǒng)設計方案

摘 要 以TI公司的電機控制專用芯片TMS320LF2407aDSP為例，介紹電力電子裝置中控制系統(tǒng)的硬件設計方案。包括DSP的電平轉(zhuǎn)換、時鐘、復位、譯碼、片外存儲、鍵盤、液晶顯示和E2PROM電路與必要的外圍電路。
　　關鍵詞 DSP 硬件設計 電力電子裝置 PCB
　　引言
　　在現(xiàn)代高性能電力電子和交流電機控制系統(tǒng)中，DSP已經(jīng)取代了微控制器成為控制器的核心。其快速強大的運算和處理能力以及并行運行的能力，滿足了電力電子裝置控制系統(tǒng)對實時性和處理算法復雜性的要求，并為不斷發(fā)展的新理論和新算法的應用奠定了技術基礎。
　　C240x系列DSP是面向數(shù)字控制系統(tǒng)的新一代數(shù)字信號處理器。該控制器集實時處理能力和控制器設計功能于一身，為控制系統(tǒng)應用提供了一個理想的解決方案。其內(nèi)部的哈佛結(jié)構(gòu)使數(shù)據(jù)空間和程序空間分離，獨立的數(shù)據(jù)總線和程序總線允許程序數(shù)據(jù)同時操作；專用的硬件乘法器極大提高了運算速度；具有獨特的逆尋址方式，能高效地進行快速傅里葉變換運算；指令系統(tǒng)采用流水線操作，減小了指令周期；采用內(nèi)存映射方式管理I／0，能靈活方便地擴充外圍電路。
　　1 主電路硬件設計
　　1.1 系統(tǒng)總體設計
　　一般電力電子裝置控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。詳細介紹各單元的功能與硬件電路。
　　
　　1.2電平轉(zhuǎn)換
　　TMS320LF2407a（以下簡稱2407a）采用3.3V電，減小了芯片功耗；但常用直流電源為5V，因此必須考慮電平轉(zhuǎn)換問題。一種方法是直接采用可調(diào)直流電源獲得3.3V電壓，但這樣很難保證電源電壓的穩(wěn)定性，影響DSP的正常運行。另一種方法是采用專門的電源芯片，將5 V電壓降為3．3 v。TPS76833、TPS76HD318、MAX604為常用的電平轉(zhuǎn)換芯片。圖2為采用MAX604實現(xiàn)電子轉(zhuǎn)換的電路。并聯(lián)于電源與地之間的電容起穩(wěn)壓作用。