ZHCUCN4 December   2024

 

  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
      1. 2.2.1 控制系统设计原理
        1. 2.2.1.1 PWM 调制
        2. 2.2.1.2 电流环路模型
        3. 2.2.1.3 直流母线调节环路
        4. 2.2.1.4 直流电压平衡控制器
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 TMS320F280013x
      2. 2.3.2 UCC5350
      3. 2.3.3 AMC1350
      4. 2.3.4 TMCS1123
      5. 2.3.5 UCC28750
      6. 2.3.6 LM25180
      7. 2.3.7 ISOTMP35
      8. 2.3.8 TLV76133
      9. 2.3.9 TLV9062
    4. 2.4 硬件设计
      1. 2.4.1  电感器设计
      2. 2.4.2  总线电容器选择
      3. 2.4.3  输入交流电压感测
      4. 2.4.4  输出直流母线电压检测
      5. 2.4.5  辅助电源
      6. 2.4.6  隔离式电源
      7. 2.4.7  电感器电流感应
      8. 2.4.8  栅极驱动器
      9. 2.4.9  隔离式温度感测
      10. 2.4.10 过流和过压保护 (CMPSS)
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 入门硬件
        1. 3.1.1.1 电路板概述
        2. 3.1.1.2 测试设备
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 入门 GUI
        1. 3.2.1.1 测试设置
        2. 3.2.1.2 GUI 软件概述
        3. 3.2.1.3 使用 GUI 进行测试的过程
      2. 3.2.2 固件入门
        1. 3.2.2.1 在 Code Composer Studio™ 中打开项目
        2. 3.2.2.2 工程结构
        3. 3.2.2.3 测试设置
        4. 3.2.2.4 运行项目
          1. 3.2.2.4.1 INCR_BUILD 1：开环
            1. 3.2.2.4.1.1 设置、编译和加载项目
            2. 3.2.2.4.1.2 设置调试环境窗口
            3. 3.2.2.4.1.3 使用实时仿真
            4. 3.2.2.4.1.4 运行代码（版本 1）
          2. 3.2.2.4.2 INCR_BUILD 2：闭合电流环路
            1. 3.2.2.4.2.1 运行代码（版本 2）
            2. 3.2.2.4.2.2 编译和加载项目以及设置调试
          3. 3.2.2.4.3 INCR_BUILD 3：闭合电压和电流环路
            1. 3.2.2.4.3.1 编译和加载项目以及设置调试
            2. 3.2.2.4.3.2 运行代码（版本 3）
          4. 3.2.2.4.4 INCR_BUILD 4：闭合平衡、电压和电流环路
            1. 3.2.2.4.4.1 编译和加载项目以及设置调试
            2. 3.2.2.4.4.2 运行代码（版本 4）
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1  IGBT 栅极上升和下降时间
      2. 3.3.2  上电序列
      3. 3.3.3  通过 GUI 启动的 PFC
      4. 3.3.4  380VAC、9kW 下的过零
      5. 3.3.5  380VAC、10kW 下的电流纹波
      6. 3.3.6  使用电网电源进行 10kW 负载测试
      7. 3.3.7  使用交流电源进行 9kW 负载测试
      8. 3.3.8  功率分析仪结果
      9. 3.3.9  热性能
      10. 3.3.10 电压短路中断测试
      11. 3.3.11 效率、iTHD 和功率因数结果
  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 (BOM)
    2. 4.2 工具与软件
    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

2.2.1.2 电流环路模型

要了解电流环路模型，应首先仔细查看电感器电流。在图 2-4 中，为连接到开关 Q1 和 Q2 的 PWM 调制器提供了占空比 D。记住这一点，请参阅方程式 1：

方程式 1. V x i N = D × V b u s 2
注：

当 D 设置为 1 时，所有开关关闭，当 D 为 0 时，所有开关打开，这会将电感器连接至 M 点。

要调制流经电感器的电流，应使用 Q1 和 Q2 开关的占空比控制调节电压 vxiN。假设电流的方向沿从交流线路到整流器的方向为正并使用直流母线前馈和输入交流电压前馈，同时假设电网的阻抗相当小。电流环路可简化为如图 2-4 所示，并且可以将电流环路受控体模型表达为方程式 2 所示。

方程式 2. H p _ i = i L i * D = 1 K v _ g a i n × K i _ g a i n × K i _ f l t r × G d × 1 Z i

其中

  • Kv_gain 是总线和交流输入最大感应电压的倒数，即 1/Vmax_sense。假设交流电压最大感应值和直流母线电压最大感应值相等。
  • Ki_gain 是最大交流感应电流的倒数。
  • Ki_fltr 是从电流传感器连接到 ADC 引脚的 RC 滤波器的响应。
  • Gd 是与 PWM 更新和数字控制相关联的数字延迟。
  • iLi* 是电流命令，iLi 是实际电感器电流。
  • Vbus/2 是某一输出总线电容器上的电压。
  • Zi 是包含电感 Li 和电阻 Ri 的电感器的阻抗。
  • Hp_i 是数字控制器 Gi 控制的电流环路受控体。
  • viN 是输入端的瞬时交流电压。
TIDA-010257 电流环路控制模型图 2-4 电流环路控制模型
注：

由于电流环路被视为对电压 vxiN 进行调节，因此在参考上的相应位置使用了负号。要增大电流，必须降低 vxiN，因此在图 2-4 中，将基准电压和电压反馈标记了“+”号。该电流环路模型用于调节电流补偿器。该电流环路使用了一个简单比例控制器。会对比例增益进行调节，以确保系统稳定。