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基于DSP的电力电子装置控制系统设计方案
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2017-11-06
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摘 要 以TI公司的电机控制专用芯片TMS320LF2407aDSP为例，介绍电力电子装置中控制系统的硬件设计方案。包括DSP的电平转换、时钟、复位、译码、片外存储、键盘、液晶显示和E2PROM电路与必要的外围电路。
关键词 DSP 硬件设计 电力电子装置 PCB
引言
在现代高性能电力电子和交流电机控制系统中，DSP已经取代了微控制器成为控制器的核心。其快速强大的运算和处理能力以及并行运行的能力，满足了电力电子装置控制系统对实时性和处理算法复杂性的要求，并为不断发展的新理论和新算法的应用奠定了技术基础。
C240x系列DSP是面向数字控制系统的新一代数字信号处理器。该控制器集实时处理能力和控制器设计功能于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。其内部的哈佛结构使数据空间和程序空间分离，独立的数据总线和程序总线允许程序数据同时操作；专用的硬件乘法器极大提高了运算速度；具有独特的逆寻址方式，能高效地进行快速傅里叶变换运算；指令系统采用流水线操作，减小了指令周期；采用内存映射方式管理I／0，能灵活方便地扩充外围电路。
1 主电路硬件设计
1.1 系统总体设计
一般电力电子装置控制系统的总体结构如图1所示。详细介绍各单元的功能与硬件电路。
1.2电平转换
TMS320LF2407a（以下简称2407a）采用3.3V电，减小了芯片功耗；但常用直流电源为5V，因此必须考虑电平转换问题。一种方法是直接采用可调直流电源获得3.3V电压，但这样很难保证电源电压的稳定性，影响DSP的正常运行。另一种方法是采用专门的电源芯片，将5 V电压降为3．3 v。TPS76833、TPS76HD318、MAX604为常用的电平转换芯片。图2为采用MAX604实现电子转换的电路。并联于电源与地之间的电容起稳压作用。
关键词 DSP 硬件设计 电力电子装置 PCB
引言
在现代高性能电力电子和交流电机控制系统中，DSP已经取代了微控制器成为控制器的核心。其快速强大的运算和处理能力以及并行运行的能力，满足了电力电子装置控制系统对实时性和处理算法复杂性的要求，并为不断发展的新理论和新算法的应用奠定了技术基础。
C240x系列DSP是面向数字控制系统的新一代数字信号处理器。该控制器集实时处理能力和控制器设计功能于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。其内部的哈佛结构使数据空间和程序空间分离，独立的数据总线和程序总线允许程序数据同时操作；专用的硬件乘法器极大提高了运算速度；具有独特的逆寻址方式，能高效地进行快速傅里叶变换运算；指令系统采用流水线操作，减小了指令周期；采用内存映射方式管理I／0，能灵活方便地扩充外围电路。
1 主电路硬件设计
1.1 系统总体设计
一般电力电子装置控制系统的总体结构如图1所示。详细介绍各单元的功能与硬件电路。
1.2电平转换
TMS320LF2407a（以下简称2407a）采用3.3V电，减小了芯片功耗；但常用直流电源为5V，因此必须考虑电平转换问题。一种方法是直接采用可调直流电源获得3.3V电压，但这样很难保证电源电压的稳定性，影响DSP的正常运行。另一种方法是采用专门的电源芯片，将5 V电压降为3．3 v。TPS76833、TPS76HD318、MAX604为常用的电平转换芯片。图2为采用MAX604实现电子转换的电路。并联于电源与地之间的电容起稳压作用。
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