IR2110 כונן בקרת עיצוב DSP יישום של מנוע DC
עם הפיתוח של טכנולוגיית האלקטרוניקה כוח וחומרים מגנט קבוע חדש, מנועים DC מאופיינים הליניאריות שלהם טוב ביצועים שליטה מעולה ביותר מהירות בקרת תנועה ו-לולאה סגורה מערכות בקרה סרוו (כגון רובוטים, מכונות מכונת דיוק, אלקטרוניקה לרכב, מכשירי חשמל לבית). בשימוש נרחב בתחום של מוצרי חשמל ותהליכים תעשייתיים.
כיום, דיגיטיזציה של בקרת מנוע DC הפכה למגמה המיינסטרים, ואלגוריתמים לבקרת מנוע בעל ביצועים גבוהים מתממשים בעיקר על ידי שבב הבקרה הראשי. עם הופעתה של מהירות גבוהה, רב פונקציה מעבד אותות דיגיטליים (DSP), מנועים מורכבים יותר נעשים. אסטרטגיות בקרה מיושמות. במאמר זה, TMS320F28335 הוא שבב הבקרה הראשי, IRF530 הוא שבב נהיגה, ו IR2110 הוא שבב בקרת נהיגה. העיצוב H- גשר בקרת נהיגה מוחל על מנוע DC. שליטה זו השיגה תוצאות טובות ויש לה ערך שימוש גבוה.
1, DC כונן המנוע העיקרון
2, עיצוב מעגל החומרה
הרעיון הכללי של תכנון מעגל החומרה הוא: שימוש בגל PWM כדי לשלוט במתג K1, K4 ו- K2, K3 באיור 1 כדי לשלוט קדימה ולהיפוך של המנוע, ולשנות את מחזור החובה של גל PWM כדי להפוך את המנוע לקבל מתח שונה. ובכך לשלוט על מהירות המנוע.
2.1, הבחירה של רכיבי מיתוג
אלמנט המיתוג ניתן לבחור מתוך טרנזיסטור דו קוטבי או טרנזיסטור אפקט שדה. מאז FET הכוח הוא רכיב מבוקר מתח, יש לו את המאפיינים של עכבה קלט גדול, מהירות מיתוג מהיר, לא פירוט משני, וכדומה, והוא יכול לענות על הדרישות של מהירות גבוהה פעולת מיתוג. בתכנון זה, כל ארבעת המתגים משתמשים במעבדי MOSFET מסוג N-channel של IR של ה- IR, אשר יש להם זרם ניקוז של 14A ויכולים לעמוד בזרם דופק יחיד של 49A. המתח המרבי הוא 100V, וההתנגדות שלו אינה עולה על 0.16Ω. עמידה בדרישות הכונן.
2.2, הבחירה של התקן כונן השער MOSFET
IR מציעה מגוון של ICS הנהג גשר, בדרך כלל IR2110. השבב הוא מודול משולב מונוליטי משולב למכשירי כוח דו-ערוציים, בעלי שער גבוה, מתח גבוה ומהיר. הטכנולוגיה משולבת ברמה גבוהה של שבב שבב מאוד מפשט את דרישות השליטה של המכשיר כוח עבור מעגלים לוגיים. שפר את האמינות של מעגל הכונן. בפרט, הצינור העליון הוא מופעל על ידי קבל bootstrap חיצוני, אשר מקטין באופן משמעותי את מספר מקורות הכוח המניע לעומת מנהלי IC אחרים. עיצוב זה משתמש IR2110 IR של שבב הנהג.
2.3, הבחירה של תדר מיתוג
התדר של גל PWM ישפיע אם המנוע יכול פלט מומנט המרבי ואת החלקות של מומנט. מומנט מרבי נחשב בעיקר כאן. כדי להשיג את מומנט הפלט המרבי, יש לדעת את הכיוון של מוט הרוטור, כלומר, כדי לקבוע את המיקום של הרוטור, אשר ניתן להתעלם עבור מנוע DC קטן של עיצוב זה. כדי למנוע רעש גדול יחסית מהמנוע, תדר גל PWM צריך להיות מחוץ לטווח הגל האקוסטי ככל האפשר. מצד שני, בשל אופי אינדוקטיבי של המנוע מתפתל, תדירות גבוהה יותר, כך תגובת אינדוקטיבי, ואת התדירות גבוהה יגרום מומנט המנוע. להיות קטן יותר [9]. לאחר הניתוח וההשוואה, תדירות המנוע הסופית שנקבעה במאמר זה היא 250Hz. אמנם יש רעש תדר נמוך מסוימים, אפקט מומנט הפלט הוא טוב מאוד.
2.4, הבחירה של בקר
כיום, ישנן דרכים רבות ליצור גלי PWM, אשר יכול להיווצר על ידי שבב מיוחד PWM מייצר שבב, או על ידי microcontroller (כגון שבב יחיד microcomputer, ARM, DSP, FPGA, וכו '). במאמר זה, המיקרו-בקר משתמש ב- DSP מסוג TMS320F28335 של TI, שהוא חלק הליבה של מערכת הבקרה כולה. הביצועים שלו קובע את היציבות של מערכת החומרה כולה במידה מסוימת. TMS320F28335 הוא DSP נקודה צפה 32-bit עם תדר עבודה של 150MHz ו 12 PWM פלטי. 6 מהם הם ערוצי PWM דיוק גבוהה, אשר אידיאליים עבור בקרת המנוע.
2.5, העיצוב הכולל של מעגל בקרת הכונן
על פי הבחירה של רכיבי המפתח לעיל, דיאגרמת המעגל של חומרת בקרת הכונן המוצגת ב- FIG. 3 מתוכנן.
גל PWM נוצר על ידי ה- PWM של ה- DSP ולאחר מכן נשלח אל TLP521 Optocoupler דרך הנגד 180 אוהם R5. מאז תדר PWM של עיצוב זה אינו גבוה, Optocoupler משותף TLP521 יש לעמוד בדרישות.
3, בדיקות מעגל
תוצאות הבדיקה הכללית מראות כי המנוע DC פועל בצורה חלקה את השליטה היא מדויקת, עמידה בדרישות העיצוב.
במאמר זה, כל תהליך העיצוב של H- גשר כונן שליטה מוחל על מנוע DC. Power MOSFET שבב IRF530 משמש כמרכיב המיתוג. IR2110 משמש כבקרת כונן השער של MOSFET. PWM האות נוצר על ידי DSP ונשלח IR2110 דרך optocoupler ולוגיקה שליטה. הפקד הצף במתח הזרוע של הזרוע העליונה מבוצע בהצלחה, וניתן לבצע את בקרת ההתחלה והבקרה הפוכה קדימה, והמנוע פועל בצורה חלקה ובריאה, ומטרת התכנון מושגת. מעגל בקרת הכוננים המוצג במאמר זה מתאים גם ליישומים דומים אחרים, ויש לו ערך התייחסות מעשית גדולה.
