基于双DSP的大功率变流器通用控制平台的设计
鉴于该控制平台采样精度和采样速率的需要，选用Analog Device公司的AD7865型A／D转换器。该器件是一款高速、低功耗、4通道同步采样的14位A／D转换器，采用+5 V供电；其内部有1个2．4μs的逐次逼近的A／D转换器，4个跟踪／保持放大器，内部2．5 V参考电压，片上时钟振荡器和1个高速并行接口；同步采样4通道输入信号，允许±10 V和±5 V两种输入范围，这里选用±10 V输入电压。该设计每片AD7865都可同时采集4路模拟信号，图2为AD7865部分信号调理电路。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/151969.htm
主回路输入与输出侧三相线电压、三相电流、直流电压和电流、输入与输出滤波器线电流均经霍尔传感器采集以电流输出。霍尔传感器输出的电流信号通过插槽输入A／D采样电路，经精密电阻转换为±15 V电压信号。该电压信号经具有调幅功能的有源低通滤波器转化为+10 V的电压信号，再经反相器送入AD7865的模拟量输入端。AD7865的、BUSY、等控制信号是由TMS320C6713B的EMIF总线经EPM570T100型CPLD逻辑译码实现的。
2．1．2电机转速检测电路
变流器通用控制平台选用增量式光电编码器设计电机测速器，其光电编码器输出脉冲波型相差90°的QEPI、QEP2两相信号，正转时QEPl相超前QEP2相；反转QEP2相超前QEPl相。根据光电编码器输出光脉冲频率测定电机转速。增量式旋转编码器与被测电机同轴转动，输出A、B、Z 3路差分信号。其中A、B两组脉冲相位差90°，可方便判断旋转方向，而Z路为每转一个脉冲的基准点定位。这3路差分信号经MAX490ESA将差分信号转换为逻辑信号，再经高速光耦6N137隔离送入TMS320F2812的正交脉冲编码电路，测定电机转速。增量式旋转编码器差分信号输入电路如图3所示。
2．2微处理器核心电路
通用控制平台的核心单元主控制器需兼顾实现系统的定点与浮点运算、模拟采样、保护、通信等功能，因此采用浮点DSP+定点DSP+FPGA的主控制器架构。其中，浮点DSPTMS320C6713B通过CPLD EPM570T100总线扩展AD7865完成三相电压、电流。频率以及直流电压等控制参数；坐标变换等初级复杂浮点运算；控制算法实现以及运行状态记录存储等。定点DSP TMS320F2812主要实现外设功能和部分定点运算。TMS320-F2812通过双端口RAM IDT70V25读取TMS320C6713B的运算结果；通过事件管理器模块EVA、EVB实现SPWM，SVPWM；故障状态检测与保护；系统主回路开关状态输入输出等。FPGA EP2C20Q240通过HPI接口与TMS320C6713B连接，通过McBSP接口与TMS320F2812。远程PC机通过网络在线更新双DSP程序，从而更方便调试双DSP。
2．3 PWM信号产生与输出电路
控制平台通过SPWM、SVPWM等调制产生PWM控制信号实现变流器的控制，再经驱动电路控制IGBT、IPM模块的主回路开关器，逆变产生交流输出。在通用控制平台上，将TMS320F2812中事件管理器EVA、EVB的16路PWM信号引入CPLD EPMl270T144，经CPLD处理和SN75451驱动后采用光纤HFBRl521输出。通用控制平台的PWM与主回路的驱动模块之间均经光纤隔离，可有效消除主回路对控制平台的干扰。驱动板同时通过16路光纤接收器HFBR252l接收驱动板发送的16路故障信号送至CPLD，用于封锁PWM输出。图4为单路光纤收发电路。
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