ZHCU753A January   2022  – October 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 TMS320F280025C
      3. 2.3.3 TMS320F280039C
      4. 2.3.4 UCC28740
      5. 2.3.5 UCC27517
      6. 2.3.6 TLV9062
      7. 2.3.7 TLV76733
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 交错式 PFC
        1. 2.4.1.1 全桥二极管整流器额定值
        2. 2.4.1.2 电感器额定值
        3. 2.4.1.3 交流电压检测
        4. 2.4.1.4 直流链路电压检测
        5. 2.4.1.5 总线电流检测
        6. 2.4.1.6 直流链路电容器额定值
        7. 2.4.1.7 MOSFET 额定值
        8. 2.4.1.8 二极管额定值
      2. 2.4.2 三相 PMSM 驱动器
        1. 2.4.2.1 PM 同步电机的磁场定向控制
        2. 2.4.2.2 PM 同步电机的无传感器控制
          1. 2.4.2.2.1 具有锁相环的增强型滑模观测器
            1. 2.4.2.2.1.1 IPMSM 的数学模型和 FOC 结构
            2. 2.4.2.2.1.2 IPMSM 的 ESMO 设计
            3. 2.4.2.2.1.3 使用 PLL 的转子位置和转速估算
        3. 2.4.2.3 弱磁 (FW) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
        4. 2.4.2.4 具有自动振动补偿功能的压缩机驱动器
        5. 2.4.2.5 具有快速启动功能的风扇驱动器
        6. 2.4.2.6 电机驱动器的硬件必要条件
          1. 2.4.2.6.1 电机电流反馈
            1. 2.4.2.6.1.1 采用三分流器的电流检测
            2. 2.4.2.6.1.2 采用单分流器的电流检测
          2. 2.4.2.6.2 电机电压反馈
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 入门硬件
      1. 3.1.1 硬件板概述
      2. 3.1.2 测试条件：
      3. 3.1.3 电路板检验所需测试设备
      4. 3.1.4 测试设置
    2. 3.2 固件入门
      1. 3.2.1 下载并安装电路板测试所需的软件
      2. 3.2.2 打开 CCS 内的工程
      3. 3.2.3 工程结构
    3. 3.3 测试步骤
      1. 3.3.1 构建级别 1：CPU 和电路板设置
        1. 3.3.1.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.1.2 构建和加载工程
        3. 3.3.1.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.1.4 运行代码
      2. 3.3.2 构建级别 2：带 ADC 反馈的开环检查
        1. 3.3.2.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.2.2 构建和加载工程
        3. 3.3.2.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.2.4 运行代码
      3. 3.3.3 构建级别 3：闭合电流环路检查
        1. 3.3.3.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.3.2 构建和加载工程
        3. 3.3.3.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.3.4 运行代码
      4. 3.3.4 版本级别 4：完全 PFC 和电机驱动控制
        1. 3.3.4.1  启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.4.2  构建和加载工程
        3. 3.3.4.3  设置调试环境窗口
        4. 3.3.4.4  运行代码
        5. 3.3.4.5  运行系统
        6. 3.3.4.6  调整电机驱动 FOC 参数
        7. 3.3.4.7  调整 PFC 参数
        8. 3.3.4.8  调整弱磁和 MTPA 控制参数
        9. 3.3.4.9  调整快速启动控制参数
        10. 3.3.4.10 调整振动补偿参数
        11. 3.3.4.11 调整电流检测参数
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 性能数据和曲线
      2. 3.4.2 函数波形
      3. 3.4.3 瞬态波形
      4. 3.4.4 MCU CPU 负载、存储器和外设使用
        1. 3.4.4.1 完全实现的 CPU 负载
        2. 3.4.4.2 存储器使用
        3. 3.4.4.3 外设使用
    5. 3.5 将固件迁移至新的硬件板
      1. 3.5.1 配置 PWM、CMPSS 和 ADC 模块
      2. 3.5.2 设置硬件板参数
      3. 3.5.3 配置故障保护参数
      4. 3.5.4 设置电机电气参数
      5. 3.5.5 设置 PFC 控制参数
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 物料清单
      3. 4.1.3 Altium 工程
      4. 4.1.4 Gerber 文件
      5. 4.1.5 PCB 布局指南
    2. 4.2 软件文件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  10. 5术语
  11. 6修订历史记录

3.4.4.1 完全实现的 CPU 负载

表 3-7 显示了在对双电机控制使用完全 InstaSPIN-FOC 实现（使用具有 100MHz CPU 的 F280025C 上的 PFC）、将用户代码加载到闪存中并将 ISR 代码复制到 RAM 中以进行执行时使用的 CPU 周期数、CPU 负载和可用的 MIPS。

表 3-7 使用 FAST 进行双电机控制时的 F28002x CPU 负载
CPU = 100MHz用于 ISR 的最大
CPU 周期数		最大 CPU
利用率 [%]		使用的最大 MIPS [MIPS]
PWM = 72kHz、ISR = 36kHz 时的 PFC46516.7416.74
PWM = 6kHz、ISR = 6kHz 时的电机 1237214.2314.23
PWM = 18kHz、ISR = 6kHz 时的电机 2222613.3613.36
总 CPU 利用率44.3344.33
可用的 CPU MIPS55.67

表 3-8 显示了在对双电机控制使用完全 eSMO 实现（使用具有 100MHz CPU 的 F280025C 上的 PFC）、将用户代码加载到闪存中并将 ISR 代码复制到 RAM 中以进行执行时使用的 CPU 周期数、CPU 负载和可用的 MIPS。

表 3-8 使用 eSMO 进行双电机控制时的 F28002x CPU 负载
F280025C CPU = 100MHz
可用 MIPS = 100MIPS		用于 ISR 的最大
CPU 周期数		最大 CPU
利用率 [%]		使用的最大 MIPS [MIPS]
PWM = 72kHz、ISR = 36kHz 时的 PFC46516.7416.74
PWM = 6kHz、ISR = 6kHz 时的电机 1174510.4710.47
PWM = 18kHz、ISR = 6kHz 时的电机 215689.419.41
总 CPU 利用率 [%]36.62
可用 CPU MIPS [MIPS]

63.38

表 3-9 显示了在对双电机控制使用完全 InstaSPIN-FOC 实现（使用具有 120MHz CPU 的 F280039C/F2800137 上的 PFC）、将用户代码加载到闪存中并将 ISR 代码复制到 RAM 中以进行执行时使用的 CPU 周期数、CPU 负载和可用的 MIPS。

表 3-9 使用 FAST 进行双电机控制时的 F28003x/F280013x CPU 负载
CPU = 120MHz用于 ISR 的最大
CPU 周期数		最大 CPU
利用率 [%]		使用的最大 MIPS [MIPS]
PWM = 72kHz、ISR = 时的 PFC46513.9516.74
PWM = 6kHz、ISR = 6kHz 时的电机 1237211.8614.23
PWM = 18kHz、ISR = 6kHz 时的电机 2222611.1313.36
总 CPU 利用率 [%]36.94
可用 CPU MIPS [MIPS]75.67

表 3-10 显示了在对双电机控制使用完全 eSMO 实现（使用具有 120MHz CPU 的 F280039C/F2800137 上的 PFC）、将用户代码加载到闪存中并将 ISR 代码复制到 RAM 中以进行执行时使用的 CPU 周期数、CPU 负载和可用的 MIPS。

表 3-10 使用 eSMO 进行双电机控制时的 F28003x/F280013x CPU 负载
F280039C CPU = 120MHz
可用 MIPS = 120MIPS		用于 ISR 的最大
CPU 周期数		最大 CPU
利用率 [%]		使用的最大 MIPS [MIPS]
PWM = 72kHz、ISR = 32kHz 时的 PFC46513.9516.74
PWM = 6kHz、ISR = 6kHz 时的电机 117458.7210.47
PWM = 18kHz、ISR = 6kHz 时的电机 215687.849,41
总 CPU 利用率 [%]30.52
可用 CPU MIPS [MIPS]83.38