Cortex-M3的直流无刷电机控制系统的设计
2．1 智能功率模块及其驱动电路
本设计中智能功率模块受CPU输出的6路PWM信号控制，它将整流电路整流输出的直流电逆变为三相交流电供给电机。本系统采用的是东芝公司设汁制造的智能功率模块MIG20J501L，如图3所示。智能功率模块MIG20J501L集功率开关电路和驱动电路于一身，内有6个并联了续流二极管的IGBT，直接构成三相全桥逆变器。在控制信号与智能功率模块的门级信号之间需要加光电隔离器件进行光电隔离。LPC1766输出的6路PWM信号经过快速光耦光电隔离后送给智能功率模块MIG20J501L的IN(U)、IN(V)、IN(W)、IN(X)、IN(Y)、IN(Z)端口，控制导通IPM内部相应的IGBT管。IPM内部设计了故障保护机制，当有过压、过流或者过热等故障出现时，相应的故障输出端VFO会输出故障信号。为提高智能功率模块工作的可靠性，采用开关电源为其单独供电。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/160074.htm
IPM内部已经包含功率器件的驱动和保护电路，使用时只需要提供驱动电源和PWM波形的开关控制信号。驱动电源需要4路隔离的电源，其中3路隔离电源分别供给逆变桥上桥臂的3个开关器件，而下桥臂的3个开关器件共用1路电源。考虑到IPM的高频开关工作能力，PWM波形的开关控制信号的传输隔离电路应具有尽可能短的传输延时时间，以提高驱动电路参数的一致性。
2．2 电压检测与保护电路
直流侧电压上升或下降过快会导致系统工作异常，甚至损坏逆变器，因此直流侧电压检测保护电路必不可少。图4为电压检测与保护电路。将直流侧正负母线电压引入检测板，经过电阻分压后为比较器LM339提供电压信号。A1为过压比较器，V1为预先设定的较高电压值。当母线分压信号Vi大于V1时，认为产生过压现象，这时CPU控制单元必须立即发出停机命令，停止逆变器的输出。当母线分压信号Vi小于V3与电源电压所确定的某个阈值时，认为产生欠压现象，这时CPU控制单元立即发出停机命令，停止逆变器的输出。
2．3 电流检测与保护电路
电流检测与保护电路如图5所示。霍尔电流传感器采集到的电流信号经过电阻R1转化为电压信号，送往CPU进行A／D转换。以进行电流环的控制；送往比较器LM393进行过流故障判断。当采集到的电压信号V1大于过流阈值电压V2时，即出现过流现象，比较器LM393输出引脚变低，光电耦合器O1开通，三极管饱和导通，继电器JZ1线圈通电，而它的常闭触点3B和3C串联在为主回路供电的主接触器的线圈回路中。这时常闭触点断开，接触器断电，断开主回路。同时，CPU检测到过流信号，软件做出相应的故障处理，及时地保护系统。
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