本用户指南重点介绍了 AM263x 微控制器如何用于控制 TIDA-01606 基于 SiC 的双向三级、三相逆变器和 PFC 功率级参考设计。TIDA-01606 参考设计可帮助客户在光伏逆变器、电动汽车充电器、电池储能系统、UPS 和电动汽车车载充电器 (OBC) 中实现单向或双向交流/直流和直流/交流功率级。AM263x 可有效地提供经过优化的快速控制环路性能,以便收集数据并处理所收集的数据,还可在定义的时间范围内使用紧密集成的高分辨率 PWM(用于驱动)更新系统,从而生成精确的占空比。
controlCARD™, C2000™, and Code Composer Studio, and E2E™are TMs ofTI corporate name.
Arm® and Cortex®are reg TMs ofArm Limited.
Other TMs
本文档介绍了如何使用 AM263x MCU 来控制 TIDA-01606 基于 SiC 的双向三级、三相逆变器和 PFC 功率级参考设计。该硬件与采用 HSEC controlCARD™ 格式的 MCU 兼容。虽然最初为 C2000™ MCU 产品系列而设计,但该参考设计也接受了 AM263x controlCARD (TMDSCNCD263),只需进行少量修改即可。该参考设计可用于在光伏逆变器、电动汽车充电器、电池储能系统以及 UPS 和电动汽车车载充电器 (OBC) 中实现单向或双向交流/直流和直流/交流功率级。此设计中使用的 T 型三级功率级是提高这些系统的功率密度和效率的理想选择。
TIDA-01606 参考设计由四个独立的板组成,这些板协同工作以形成该三相逆变器参考设计:
有关其他硬件详细信息,请参阅 TIDA-01606:10kW 双向三相三级(T 型)逆变器和 PFC 参考设计 设计指南。
该参考设计包含以下元素:
以下列表显示了用于控制 MCU 上的功率级的重要资源:
对本设计进行供电和评估需要以下测试设备列表:
对于 PFC 模式:
对于逆变器模式:
表 2-1 列出了 MCU 上用于控制功率级的重要资源:
引脚编号 | 说明 | 软件名称 |
---|---|---|
15、31、28 | 电网电压感测 A、B、C 相 | TINV_VGRID_A、B、C |
21、33、30 | 逆变器侧电压 A、B、C 相 | TINV_VINV_A、B、C |
25、37、34 | 逆变器侧电流 A 相 | TINV_IINV_A、B、C |
42 | 总线电压感测 | TINV_VBUS |
40 | 总线电压中点检测 | TINV_VBUS_MID |
12、14、18、20 | A、B、C 相和环境温度 | TINV_TEMP_A、B、C、AMB |
49、50、58 | Q1 PWM A、B、C 相 | TINV_Q1_A、B、C |
51、52、60 | Q3 PWM A、B、C 相 | TINV_Q3_A、B、C |
53、54、62 | Q2 PWM A、B、C 相 | TINV_Q2_A、B、C |
99、103、107 | SDFM 数据 IG A、B、C | TINV_IGRID_A、B、C |
101、105、109 | SDFM 时钟 IG A、B、C | |
57、75 | SDFM 时钟源 | |
89、87、85 | SiC 故障信号 A、B、C(低电平有效) | TINV_FAULT_A、B、C |
86、88、90、92 | A、B、C、N 上的继电器 | TINV_RELAY_A、B、C、N |
61、63 | 栅极驱动器电源 PWM | TINV_GATE_DRIVE |
59 | 风扇的控制 GPIO | TINV_FAN |
108、110 | 用于在启动固件调试时查看扩展坞上的 ISR 嵌套等 | TINV_PROFILING1、2 |
95 | 栅极驱动器使能 | TNV_PWM_EN |
81 | 栅极驱动器复位 | TINV_R |
由于 TIDA-01606 电源板最初是使用 C2000™ MCU 产品系列为 controlCARD 打造的,因此电源板需要进行一些微小更改才能适应 AM263x controlCARD:
需要对 TMDSCNCD263 controlCARD 进行细微更改,以控制电源硬件。所需的第一项更改允许访问 HSEC 板的引脚 92 (GPIO 134),需要该引脚才能连接到逆变器板的继电器 N 引脚。
拆下 R258 电阻器并使用相同值的电阻器 (10kΩ) 填充 R257。或者,使用 I2C2 实例将 I2C0_MUX_SEL 引脚设置为高电平以访问 HSEC_EQEP2_A 引脚。图 2-5 提供了 SysConfig 设置,图后紧跟的是该设置的示例 C 代码。
GPIO 134 配置为 I2C FS 开漏电压缓冲器,因此需要一个外部上拉电阻器来实现高电平有效信号。
以下代码块演示了如何将 I2C0 MUX SEL 设置为高电平。
I2C_Transaction i2cTransaction;
uint8_t buffer[2U];
int32_t status = SystemP_SUCCESS;
I2C_Transaction_init(&i2cTransaction);
i2cTransaction.writeBuf = buffer;
i2cTransaction.writeCount = 2U;
i2cTransaction.slaveAddress = 0x20;
buffer[0] = 0x03U;
buffer[1] = (0x01 << 1);
status += I2C_transfer(I2C_getHandle(CONFIG_I2C2), &i2cTransaction);
buffer[0] = 0x07U;
buffer[1] = ~(0x01 << 1);
status += I2C_transfer(I2C_getHandle(CONFIG_I2C2), &i2cTransaction);
需要进行另一项更改才能访问 HSEC 板的引脚 90 (GPIO 86),以便连接继电器 C。拆下 R139 电阻器并使用相同值的电阻器 (0E) 填充 R146。
该设计的软件可在 MCU+ Academy 内获取。若要打开工程: