基于DSP的電力電子裝置控制系統設計方案

摘 要 以TI公司的電機控制專用芯片TMS320LF2407aDSP為例，介紹電力電子裝置中控制系統的硬件設計方案。包括DSP的電平轉換、時鐘、復位、譯碼、片外存儲、鍵盤、液晶顯示和E2PROM電路與必要的外圍電路。
　　關鍵詞 DSP 硬件設計 電力電子裝置 PCB
　　引言
　　在現代高性能電力電子和交流電機控制系統中，DSP已經取代了微控制器成為控制器的核心。其快速強大的運算和處理能力以及并行運行的能力，滿足了電力電子裝置控制系統對實時性和處理算法復雜性的要求，并為不斷發展的新理論和新算法的應用奠定了技術基礎。
　　C240x系列DSP是面向數字控制系統的新一代數字信號處理器。該控制器集實時處理能力和控制器設計功能于一身，為控制系統應用提供了一個理想的解決方案。其內部的哈佛結構使數據空間和程序空間分離，獨立的數據總線和程序總線允許程序數據同時操作；專用的硬件乘法器極大提高了運算速度；具有獨特的逆尋址方式，能高效地進行快速傅里葉變換運算；指令系統采用流水線操作，減小了指令周期；采用內存映射方式管理I／0，能靈活方便地擴充外圍電路。
　　1 主電路硬件設計
　　1.1 系統總體設計
　　一般電力電子裝置控制系統的總體結構如圖1所示。詳細介紹各單元的功能與硬件電路。
　　
　　1.2電平轉換
　　TMS320LF2407a（以下簡稱2407a）采用3.3V電，減小了芯片功耗；但常用直流電源為5V，因此必須考慮電平轉換問題。一種方法是直接采用可調直流電源獲得3.3V電壓，但這樣很難保證電源電壓的穩定性，影響DSP的正常運行。另一種方法是采用專門的電源芯片，將5 V電壓降為3．3 v。TPS76833、TPS76HD318、MAX604為常用的電平轉換芯片。圖2為采用MAX604實現電子轉換的電路。并聯于電源與地之間的電容起穩壓作用。