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PWM開關電鍍的驅動電路設計

發布日期:2015-09-11

  TMS 320LF2407A提供了兩個具有強大功能和性能的事件管理器模塊EVA與EVB,這兩個事件管理器在功能和寄存器映射/定義方面完全一致,極大地方便了開關電鍍的運動控制和電力電子控制應用。寧波電子電鍍廠應用其中的一個模塊EVA,實現了四路全橋軟開關移相驅動信號輸出,如下圖所示。

基于開關電鍍的事件管理器模塊的移相原理圖

基于開關電鍍的事件管理器模塊的移相原理圖

  電源工作頻率由通用定時器1的周期寄存器T1PR給定,計數寄存器T1CNT采用連續增/減計數模式。規定超前臂Q1與Q2為固定臂,于每周期固定相位180°互補輸出PWM1和PWM2,由死區控制寄存器給出死區時間,避免上下臂直通并實現軟開關。滯后臂Q3與Q4為移相臂,其移相角由比較寄存器CMPR2給定,同樣輸出180°互補并帶死區的PWM3和PWM4。只有PWM1與PWM4、PWM2與PWM3同時為高時,電源才能傳遞功率。如圖5所示,只要實時改變比較寄存器CMPR2的值并保證PWM3和PWM4相互180°互補,即可以控制電源輸出的占空比。圖中計數寄存器T2CNT與T1CNT同周期且相位差固定,起到啟動AD并觸發中斷的目的,在中斷程序中對反饋信號進行處理并實時改變比較寄存器CMPR2的值。

  DSP的輸出電平并不足以驅動功率開關管,且必須實現主電路與控制電路的隔離,所以必須設計后端驅動電路。圖6為TLP250組成的光耦隔離IGBT柵極驅動電路,4個IGBT的柵極驅動電路獨立且完全相同。圖中TP1、TP2測試點為驅動信號輸出端。當來自DSP的PWM信號為高電平時,IGBT的柵極得到一個+15V的驅動信號而導通;當PWM低電平到來時,IGBT的柵極得到一個-7V的截至信號而關斷。該驅動波形的上升和下降速度都在微秒以內,可以很好滿足快速開關功率管的要求。

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