ZHCUC22 June   2024  – December 2024 MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 MSPM0G1507
      3. 2.3.3 DRV7308
      4. 2.3.4 UCC28911
      5. 2.3.5 TLV9062
      6. 2.3.6 TLV74033
      7. 2.3.7 ISO6721B
      8. 2.3.8 TMP6131
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 硬件设计
        1. 2.4.1.1 模块化设计
        2. 2.4.1.2 辅助反激式电源
        3. 2.4.1.3 直流链路电压检测
        4. 2.4.1.4 浪涌电流保护
        5. 2.4.1.5 电机相电压检测
        6. 2.4.1.6 电机相电流检测
        7. 2.4.1.7 DRV7308 的过流保护
        8. 2.4.1.8 TMS320F2800F137 的内部过流保护
      2. 2.4.2 三相 PMSM 驱动器
        1. 2.4.2.1 PM 同步电机的场定向控制
          1. 2.4.2.1.1 空间矢量定义和投影
            1. 2.4.2.1.1.1 (a, b) → (α, β) Clarke 变换
            2. 2.4.2.1.1.2 (α, β) → (d, q) Park 变换
          2. 2.4.2.1.2 交流电机 FOC 基本配置方案
          3. 2.4.2.1.3 转子磁通位置
        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 电机驱动器的硬件必要条件
          1. 2.4.2.4.1 电机电流反馈
            1. 2.4.2.4.1.1 三分流器电流检测
            2. 2.4.2.4.1.2 单分流器电流检测
          2. 2.4.2.4.2 电机电压反馈
  9. 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 电路板验证所需的测试设备
    2. 3.2 入门 GUI
      1. 3.2.1 测试设置
      2. 3.2.2 GUI 软件概述
      3. 3.2.3 设置串行端口
      4. 3.2.4 电机识别
      5. 3.2.5 旋转电机
      6. 3.2.6 电机故障状态
      7. 3.2.7 调整控制参数
      8. 3.2.8 虚拟示波器
    3. 3.3 C2000 固件入门
      1. 3.3.1 下载并安装电路板测试所需的软件
      2. 3.3.2 在 CCS 内打开工程
      3. 3.3.3 工程结构
      4. 3.3.4 测试过程
        1. 3.3.4.1 构建级别 1：CPU 和电路板设置
          1. 3.3.4.1.1 启动 CCS 并打开工程
          2. 3.3.4.1.2 构建和加载工程
          3. 3.3.4.1.3 设置调试环境窗口
          4. 3.3.4.1.4 运行代码
        2. 3.3.4.2 构建级别 2：带 ADC 反馈的开环检查
          1. 3.3.4.2.1 启动 CCS 并打开工程
          2. 3.3.4.2.2 构建和加载工程
          3. 3.3.4.2.3 设置调试环境窗口
          4. 3.3.4.2.4 运行代码
        3. 3.3.4.3 构建级别 3：闭合电流环路检查
          1. 3.3.4.3.1 启动 CCS 并打开工程
          2. 3.3.4.3.2 构建和加载工程
          3. 3.3.4.3.3 设置调试环境窗口
          4. 3.3.4.3.4 运行代码
        4. 3.3.4.4 构建级别 4：完整电机驱动控制
          1. 3.3.4.4.1 启动 CCS 并打开工程
          2. 3.3.4.4.2 构建和加载工程
          3. 3.3.4.4.3 设置调试环境窗口
          4. 3.3.4.4.4 运行代码
          5. 3.3.4.4.5 调整电机驱动 FOC 参数
          6. 3.3.4.4.6 调整弱磁和 MTPA 控制参数
          7. 3.3.4.4.7 调整电流检测参数
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1  快速且干净的上升沿/下降沿
      2. 3.4.2  浪涌电流保护
      3. 3.4.3  300VDC 下的热性能
      4. 3.4.4  220VAC 下的热性能
      5. 3.4.5  通过内部 CMPSS 进行过流保护
      6. 3.4.6  300VDC 下使用外部辅助电源时的 IPM 效率
      7. 3.4.7  300VDC 下使用板载辅助电源时的电路板效率
      8. 3.4.8  220VAC 下使用外部辅助电源时的电路板效率
      9. 3.4.9  220VAC 下使用板载辅助电源时的电路板效率
      10. 3.4.10 电机相电流的 iTHD 测试
      11. 3.4.11 待机功耗测试
    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
    6. 3.6 MSPM0 固件入门
  10. 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 PCB 布局建议
      4. 4.1.4 Altium 工程
      5. 4.1.5 光绘文件
    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
  11. 5作者简介
2.4.2.4.1.2 单分流器电流检测

单分流器电流检测技术测量直流链路总线电流，并在了解功率 FET 开关状态的情况下重建电机的三相电流。使用单一直流链路分流器的 PMSM 无传感器 FOC 应用手册中详细介绍了单分流器技术。

在该参考板上，通过移除两个分流器并短接电源模块的 U/V/W 接地连接来实现单分流器电流检测技术，如图 2-32 所示。

  1. 在主板上，移除电流采样电阻 R97 和 R104，只保留分流电阻器 R83 来检测直流链路电流。
  2. 在 TMS320F2800137 子板上，移除 U9 和相关器件，同时移除 C61，从而增加用于单分流器采样的 DRV7308 内部放大器的带宽。
  3. 在 MSPM0G1507 子板上，移除与 MSPM0G1507 的内部 OPA 相关的元件，以增加单分流器采样的带宽。
  4. 使用粗导线将 NU、NV 和 NW 引脚连接在一起。
TIDA-010273 TMS320F2800137 的单分流器电流检测电路TIDA-010273 TMS320F2800137 的单分流器电流检测电路图 2-32 TMS320F2800137 的单分流器电流检测电路

默认情况下，该电路板具有三个分流电阻器，图 2-33 展示了分流电阻器的布局。要使用单分流电阻器运行，请移除 R97 和 R104，同时保留 R83，将 IW_P、IV_P 和 IU_P（R83、R97 和 R104 的引脚 2）焊接在一起，则所有三相电流仅流经 R83。

TIDA-010273 分流电阻器布局图 2-33 分流电阻器布局

直流链路电流是单向信号，因此可以将直流电流偏移设置为最小值或最大值，以提高直流链路电流的 ADC 采样范围，如图 2-34 所示。对于两个子板，将 R79 从 20kΩ 更改为 2.2kΩ/1% 电阻器，使基准电压具有 0.327V 偏移，以进行直流电流检测。

TIDA-010273 TMS320F2800137 和 MSPM0 子板单个分流器的直流偏移基准图 2-34 TMS320F2800137 和 MSPM0 子板单个分流器的直流偏移基准

该电流采样电路的传递函数和单分流器的计算与三分流器相同。