汽车电子自动变速箱-硬件触发TriCore++ADC转换的3相补偿PWM应用攻略

基于AT90PWM3的无刷直流电机补偿因子速度控制包壁祯;杨平;王海峰【摘要】为了方便、准确、稳定地控制小功率无刷直流电机,提出一种新的调速方法补偿因子法作为控制算法,设计以AVR系列中AT90PWM3作为主控制芯片的硬件,编写下位机和上位机程序.通过上位机显示,比较在启动和稳态的开环、补偿因子法、单闭环、双闭环的速度曲线,得出补偿因子法为较优的控制算法.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2010(040)010【总页数】5页(P56-60)【关键词】无刷直流电机;补偿因子;速度曲线【作者】包壁祯;杨平;王海峰【作者单位】电子科技大学,机械电子工程学院,四川,成都,611731;电子科技大学,机械电子工程学院,四川,成都,611731;电子科技大学,机械电子工程学院,四川,成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TM341普通的有刷直流电机是靠电刷将直流电逆变成交流,而无刷直流电机是利用电子换相将直流逆变为交流,在定子形成交变磁场[1],见图1。

图1 57BL045电机结构Fig.1 The structure of 57BL045 motor通过改变占空比(平均电压)和改变换相顺序,即可改变速度和转向。

无刷直流电机控制系统包括硬件和软件两部分。

本文研究的小功率电机型号为57BL045,参数为额定电压DC 18V,额定转速2000r/min,额定转矩0.2 N◦m,额定电流2.5 A。

考虑到无刷直流电机的特点和实际应用,主要研究内容为其调速特性和精度。

1 硬件设计硬件部分电路设计主要由电源电路、控制电路、驱动电路组成,硬件连接如图2所示。

图2 硬件框架结构Fig.2 Block diagram of hardware implementation1.1 电源电路设计控制系统的电源电压类型分布如表1所示。

考虑到电机在启动、堵转或者调速时,由于其反电动势效应,可能使电压不稳定,所以选择双电源供电,一个+12 V的控制电压和一个+18 V的逆变电压共地连接。

三通道，高低边线性电磁线圈 驱动芯片 “龙”芯片TLE82453SA1 概况产品特点• 三个独立、高低边可配置的通道 • 全集成半桥功率级 • 在T j = 150 °C 时 R ON (max) = 250 m • 集成内置TCR 补偿的检测电阻• 负载电流测量范围：0mA 至1500mA （典型值） • 0.73mA 的电流设定点分辨率 • 电流控制精度小于500 mA 负载电流控制精度达+/- 5mA 大于500 mA 负载电流控制精度达+/- 1% • 免受负载电池电压变化的影响• 集成具有可编程振幅和频率的抖动发生器• 输出控制，诊断和可配置的串行外设接口（SPI ） • 每个通道独立的热关断功能PG-DSO-36• 每个通道均具有负载开路，开关被旁路，过流等故障的保护及诊断功能 • 具有可编程的摆率控制，来降低电磁干扰（EMI ） • 绿色产品（符合 RoHS 要求） • AEC 认证描述TLE82453用于自动变速箱，电子稳定控制系统和主动悬架系统的线性比例阀控制的芯片，是一款灵活且单片集成的电磁线圈驱动芯片。

三通道的设计可灵活配置高低边驱动方式。

器件由驱动晶体管，续流晶体管和电流检测电阻组成，最大限度地减少了所需外部元件的数量。

根据抖动设置和负载特性，具有0.73mA 的电流分辨率的器件可调节高达1500 mA 的负载平均电流。

三角波抖动发生器使能时，可以在被编程的电流设定点上按可编程的振幅和频率范围叠加三角波。

利用32位SPI 接口控制三个通道并监控诊断功能状态。

根据全功能SPI 接口的特点，通过复位输入低电平有效，RESN ，禁用所有通道并将所有内部寄存器复位至默认值。

通过使能引脚高电平有效，EN ，使能或禁用输出通道操作。

当EN 引脚低电平时，通道禁用。

每当检测到故障时，故障输出引脚生成一个相当于外部中断的信号发送给微控制器。

V B A TC P C 1LC P C 1HC P C 2LC P C 2HC P O U T2 功能框图VDDAREF VDDD GNDDLSUP0LSUP1LSUP2LOAD0LOAD1LOAD2GNDP2GNDP1GNDP0Block_Diagram.vsd图1 功能框图3 引脚配置3.1 引脚分配图2 引脚配置3.2 引脚定义和功能功率级接地。

SA8282 三相 PWM 发生器的原理与应用 摘要 8282 是英国公司推出的三相发生器集成芯片。

该芯片采用全数字化操作，工作方式灵活、频率范围宽、精度很高 并可与微处理器接口以实现智能化控制。

文中介绍了该芯片的内部结构、引脚功能、主要特点和工作原理，给 出了典型的应用电路。

关键词发生器；8282；微处理器 １ＳＡ８２８２的功能特点 ＰＷＭ控制技术是通过控制电路按一定规律来控制开关管的通断 ,以 得到一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形并使其逼近正弦电压波形。

其方法有模拟方法和数字方法两种，其中模拟方法的电路比较复杂 , 且有温漂现象，会影响精度,降低系统的性能。

数字方法则是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点并将其存 入内存,然后通过查表及必要的计算生成ＰＷＭ波， 因此数字方法受内存影 响较大,且与系统精度之间存在着矛盾。

ＳＡ８２８２是英国ＭＩＴＥＬ公司生产的全数字化三相ＰＷＭ发 生器，它频率范围宽、精度高，并可与微处理器进行接口,同时能够完成外 围控制功能,因而可实现智能化。

ＳＡ８２８２采用２８脚ＤＩＰ封装。

图１是其引脚排列图，其各引脚的功能说明如下 ＡＤ０～ＡＤ７八位地址与数据复用总线，用于从微处理器接受地址 与数据信息。

ＷＲＲ／Ｗ 、ＲＤＤＳ、ＡＬＥＡＳ此三个引脚为ＩｎｔｅｌＭＯＴＯＲＯＬＡ控制模式；ＳＡ８２８２在工作时可自动适应Ｉｎｔｅｌ或 ＭＯＴＯＲＯＬＡ控制模式，当ＡＬＥＡＳ管脚变为高电平时，ＳＡ８２ ８２内部检测电路将自动锁存ＲＤＤＳ线上的状态，如果检测结果为低电 平，则采用ＭＯＴＯＲＯＬＡ控制模式；如果检测结果为高电平，则采用 Ｉｎｔｅｌ控制模式。

ＲＳＴ复位端，低电平有效； ＣＳ片选输入 享同一组总线。

ＲＰＨＴ、ＲＰＨＢ、ＹＰＨＴ、ＹＰＨＢ、ＢＰＨＴ、ＢＰＨＢ标 准ＴＴＬ电平输出端口即ＰＷＭ驱动信号 个功率开关器件。

ＴＲＩＰ输出封锁状态指示 用于表明输出是否被锁存，低电平有效。

介绍1 介绍这篇应用笔记介绍了3-相补偿脉宽调制（PWM）[1][2]的配置。

通常，这些PWM波形驱动一个有着高端和低端的功率晶体的H桥。

为了避免该桥的短路，补偿波形之间必须有一个死区。

相电流被测量和计算。

因此，PWM必须触发2个同步模数转换（ADC）测量。

这篇应用笔记分为五部分，它主要针对TC1796[3]，但也可很容易运用在其它AUDO-NG的产品，如TC1766和TC116x系列。

第一部分讲解如何在TC1796中，CPU无开销地使用通用定时器阵列（GPTA），产生具有死区插入的3-相补偿PWM。

0%和100%占空比的关键设置将被详细描述。

第二部分说明， GPTA如何通过外部请求单元（ERU）触发ADC模块。

介绍第三部分详细说明了同步双ADC 测量的配置。

使用插入法，该部分也将配置扩展到了第三个同步ADC 测量。

第四部分讲解了，如何使用直接存储访问（DMA ）控制器将ADC 转换结果传送到双口传输数据存储器（DPRAM ）。

第五部分讲解了标定，这是将PWM 调整到ADC 仲裁器所需的。

图1显示了TC1796框图。

该实例使用到的模块已标记为红色。

图2中的定时图表达了具有死区的PWM ，来自于GPTA 的ADC 触发，以及ADC 转换通道（采样时间标记为黑色），DMA 传输和TriCore 中断服务程序。

该应用笔记不包括电机控制或要求类似空间矢量PWM 那样技术的控制算法。

对于16kHz PWM 的一个控制算法，需要TC1796的CPU 大约5%的工作量，也就是，TC1796具有足够的能力和资源运行6个3-相驱动。

该配置基于英飞凌DAvE[4]。

实例代码由Tasking TriCore 编译器提供[5]。

PWMTrg.CH2 CH1 CH0CH1CH3 CH2图2定时图解PWM 2 PWMGPTA提供一套灵活的定时，比较和捕获功能，可以灵活地组合成信号测量单元和信号产生单元。

它们非常适合承担发动机，变速箱和电机控制这些应用任务，也能用于生成其它工业应用所需的简单和复杂的信号。

产生并输出3相正弦信号介绍1 介绍很多电机在实际应用中都需要三相正弦信号，如图1所示，所谓三相正弦信号就是3条频率相同、振幅相同且相互间保持120度的相位差的3个正弦波。

例如，交流感应电机，它就是用三相正弦信号驱动，这里不要求三相正弦信号与转子位置同步，正弦信号的频率和幅值决定了电机的转速和扭矩。

直流无刷（BLDC）电机被日益广泛地应用到汽车和其它领域中，它也可以用三相正弦信号来驱动。

与交流感应电机不同的是，直流无刷电机是同步电机（技术上，称为永磁同步电机，PMSM’s），因此所用正弦波必须和转子的角位置同步才能获得有用的扭矩。

电机转子角位置的相关知识已告诉我们，电机换相是从过去机械技术发展到现在电子技术的。

虽然无传感器的技术已经得到了发展，但转子的位置常常还是由增量式编码器决定。

英飞凌有很多有关电机的详细应用笔记，有兴趣的读者可以参考更多这方面的细节（参见章节7中相关的列表）。

其它详情不再复述，例如，该应用笔记的目的是概述通过使用英飞凌TriCore家族中多款32位处理器所具有的灵活可靠的通用定时器阵列外围模块，怎样以最小的应用软件资源开销来产生三相正弦信号；该应用笔记也表述了在英飞凌TriCore家族中多款处理器都具有的外设控制处理器（PCP），是怎样服务三相正弦信号输出的产生中断请求，从而减轻了TriCore的CPU 在执行软件应用时的资源开销负担。

通过理解三相PWM产生的特定事例中所描述的概念，读者会很容易地将TriCore中的GPTA和PCP应用到其它复杂的信号产生和信号处理的工作中去。

AP32084产生并输出3相正弦信号介绍图1 3相正弦输出2 正弦加权脉宽调制2.1 脉宽调制基础用一个微控器产生一个可变电压输出信号的一般方法是使用脉冲宽度调制（PWM ）。

通过对微控器输出数字进行脉冲宽度调制，并让它通过一个外部低通滤波器就能产生模拟电压输出（见图2）。

微控器以固定频率驱动数字输出信号，但微控制器可改变数字输出信号的占空比（数字输出信号的开通时间与周期之比）。

毕业设计(论文)CRH3动车组牵引逆变器设计及其PWM控制算法分析第一章绪论本章作为引言，主要介绍了动车组概念及组成，逆变技术的发展过程及现状，最后简要归纳了本课题的研究任务并对文章安排做了简要介。

1.1 动车组1.1.1 动车组概念及组成“动车组”这个词流行之前，同样的事物也被称做“列车组”、“机车组”等，“动车组”其实是个非常简单的概念。

动车组是按动力分布方式而命名的，其实就是动力分散式列车。

动力集中式列车的牵引力是机头产生，动力集中于一侧。

具有牵引力的动车与无动力的拖车再加上机头，三者组合称为动车的组合，简称动车组。

把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。

而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。

带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。

此外有“狭义动车组”一说，英文名为“MU”，全称“Multiple Units”，意为“单元式组合列车”。

“单元”是这种列车中最突出和最核心的概念。

“单元”指若干车辆以特定方式连挂以实现特定功能的编组。

而当这样的编组中一节车也不能再缩减时，称做“最小单元”。

某些情况下，单元内会有可以摘除冗余车辆，但多数情况下单元就是最小单元。

最小单元一旦被拆散，该单元用以实现的功能将消失，或者不再完整。

在比较罕见的情况下，单节车也可以成为单元。

为方便进一步描述，可以按照以下方式划分单元：1. 制动单元。

2. 自走单元。

3. 随走单元。

4. 运营单元。

5. 特殊单元动车组的组成，有多种方式：①由两节或两节以上的动车联挂组成。

②一节动车和一节或数节无动力的附挂车组成，尾部附挂车的末端设有驾驶台。

③两端为动车，中间连接一节或数节无动力的附挂车。

④两端为动车，中间连接多节附挂车，但与动车相邻的附挂车中靠近动车的转向架是驱动转向架，另一动车组列车[1]转向架为无动力的关节式转向架，其他附挂车的转向架均为无动力的关节式转向架。

STC12C2052AD AD转换C程序+PWM输出功能实现
功能：STC12C2052AD AD转换C程序+PWM输出功能成功使用。

应用：AD检测电压进行过欠压保护（继电器控制）+PWM把直流电压斩波成脉动直流。

板子功能：给手机电池充电。

降压用的LM317，小电流应用应该够了。

没时间去买开关管，就用的9013开关。

图纸：
//以下是成功了的程序。

如果你需要应用在你自己的项目中，您只需要更改io就能直接应用了
//程序的完整版本下载地址：
#include //stc单片机专用的头文件
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define AD_SPEED 0x60 //0110，0000 1 1 270个时钟周期转换一次，
/************河北正定欢迎您！少占鱼欢迎您！******************************/
//
sbit M=P1 ; //过压指示灯
sbit N=P1 ; //欠压指示灯
sbit LED=P1 ; //工作正常灯
sbit CONTRL=P3 ; //输出控制端
sbit PWM=P3 ;
/****************************************************************/
void pwm（）;
void delayms（uint）;
uint ADC（）;。

STC15W4K32S4系列新增6通道增强型带死区控制高精度PWM波形发生器应用STC15W4K32S4系列的单片机集成了一组（各自独立6路）增强型的PWM波形发生器。

PWM波形发生器内部有一个15位的PWM计数器供6路PWM使用，用户可以设置每路PWM的初始电平。

另外，PWM波形发生器为每路PWM又设计了两个用于控制波形翻转的计数器T1/T2，可以非常灵活的每路PWM的高低电平宽度，从而达到对PWM的占空比以及PWM的输出延迟进行控制的目的。

由于6路PWM是各自独立的，且每路PWM的初始状态可以进行设定，所以用户可以将其中的任意两路配合起来使用，即可实现互补对称输出以及死区控制等特殊应用。

增强型的PWM波形发生器还设计了对外部异常事件（包括外部端口P2.4的电平异常、比较器比较结果异常）进行监控的功能，可用于紧急关闭PWM输出。

PWM波形发生器还可在15位的PWM计数器归零时出发外部事件（ADC转换）。

STC15W4K32S4系列增强型PWM输出端口定义如下：[PWM2:P3.7, PWM3:P2.1, PWM4:P2.2, PWM5:P2.3, PWM6:P1.6, PWM7:P1.7]每路PWM的输出端口都可使用特殊功能寄存器位CnPINSEL分别独立的切换到第二组[PWM2_2:P2.7, PWM3_2:P4.5, PWM4_2:P4.4, PWM5_2:P4.2, PWM6_2:P0.7, PWM7_2:P0.6]所有与PWM相关的端口，在上电后均为高阻输入态，必须在程序中将这些口设置为双向口或强推挽模式才可正常输出波形端口模式设置相关特殊功能寄存器端口模式设置若需要正常使用与PWM相关的端口，则需要将相应的端口设置为准双向口或强推挽输出口例如将端口均设置为准双向口的汇编代码如下：MOV P0M0,#00HMOV P0M1,#00HMOV P1M0,#00HMOV P1M1,#00HMOV P2M0,#00HMOV P2M1,#00HMOV P3M0,#00HMOV P3M1,#00HMOV P4M0,#00HMOV P4M1,#00H增强型PWM波形发生器相关的特殊功能寄存器端口配置寄存器P_SW2地址：BAH 初始值：0000,0000BEAXSFR：扩展SFR访问控制使能0：MOVX A,@DPTR/MOVX @DPTR,A指令的操作对象为扩展RAM（XRAM）1：MOVX A,@DPTR/MOVX @DPTR,A指令的操作对象为扩展SFR（XSFR）注意：若要访问PWM在扩展RAM区的特殊功能寄存器，必须先将EAXSFR位置为1BIT6,BIT5,BIT4为内部测试使用，用户必须填0PWM配置寄存器PWMCFG地址：F1H 初始值：0000,0000BCBTADC：PWM计数器归零时（CBIF==1时）触发ADC转换0：PWM计数器归零时不触发ADC转换1：PWM计数器归零时自动触发ADC转换。

三相pwm逆变器的基本原理
三相PWM逆变器是指使用PWM技术，将直流电源转换为三相交流电源的逆变器。

其基本原理可以分为三个步骤：
1.直流电源的变换：将直流电源通过升压变压器变换为所需的电压，然后通过整流电路得到直流电压。

2.PWM的产生：利用控制电路，对于逆变的输出波形进行精确控制。

控制电路通过比较A/D转换的一组参考信号和三相输出信号的大小关系产生PWM信号，并将其输出到逆变器中的三相桥臂上。

3.逆变输出：经过PWM信号控制的三相桥臂，将直流电源的直流电压分别分割成三相电压，在输出变压器所需变压比和相应的滤波器作用下，就可以产生所需要的三相输出电压。

通过这种方式，三相PWM逆变器可以在变换过程中实现电能的高效转换，同时也可以做到线路的简洁和噪声的低限。

因此，在很多工业和家用电器中都有广泛的应用。

基于PWM AC-AC变换的电压补偿器设计李昂【摘要】介绍在配电系统中一种新型的电压补偿器,即在自耦变压器中集成PWM AC-AC变换器(每相4个IGBT元件).其电压补偿控制模块根据系统控制对象的特点,选取数字化控制芯片TMS320LF2407,设计了基于DSP的PWM实现方式.在正常工作状况下,PWM变换器工作在旁路方式,电源功率直接传输给负荷,自耦变压器只吸收励磁电流;而当电压降低时,变换器将电压迭加(补偿)上去,以保持负荷端电压为额定值,同时通过自耦变压器增加一定的输出功率.在设计中没有使用诸如成组电容器/电感等这些储能元件,造价低,响应速度快.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)012【总页数】2页(P17-18)【关键词】配电系统;电压补偿器;自耦变压器;PWM AC-AC变换【作者】李昂【作者单位】陕西理工学院,陕西,汉中,723003【正文语种】中文【中图分类】TM761;TN710研究表明配电系统中90%以上的扰动都是由电压降低引起的，常用的低压补偿技术无论是变电站的集中补偿、用户的分散补偿，还是杆上补偿，基本上都是采用成组电容器/电感等能量存储设备，造价都比较高。

本文介绍配电系统中针对重要用户的一种新型电压补偿器，即在用户自耦变压器中加装PWM AC-AC变换器，通过换流技术来驱动AC-AC变换器。

当扰动发生使得电压降低时,本装置能提升电压，保持负荷端电压为额定值。

在设计中没有使用诸如成组电容器/电感等这些储能元件，造价低且响应速度快。

1 设计方案图1所示为本设计方案的单相结构图。

对电压的补偿是通过迭加电压Vc来实现的，而Vc由PWM AC-AC变换器模块提供。

当系统正常运行时，PWM AC-AC变换器的电子开关作为旁路开关，给电压提供一个通路，将电压Vs直接加到负荷上。

此时，电压Vc为0。

当电源电压Vs出现扰动时，PWM斩波电路以高频闭合，产生适当的电压Vc迭加到电源电压上以维持负荷电压恒定。

基于DSP的三相电压型PWM整流逆变系统设计与应用
高丽红
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】现代多领域需大量变流装置,以转换电能频率、幅值和相位,提升经济效益。

但这些装置依赖整流模块获取直流电压,传统二极管和晶闸管整流方式易产生谐波
和无功功率,增加损耗,降低效率,影响供电质量。

传统PWM(Pulse Width Modulation)整流逆变系统模拟控制方式已无法满足复杂高精度需求,提出基于DSP(Digital Signal Processing/Processor)的三相电压型PWM整流逆变系统设计与应用。

硬件上采用AMC1304M05QDWRQ1数据采样芯片和
TMS320FDSP28335控制芯片;软件上设计双闭环串级控制策略,通过SCPWM算
法调制电压空间矢量,驱动功率开关器件实现整流逆变控制。

实际应用结果表明,负
载突变时系统响应迅速,直流侧电压0.02 s内恢复稳定,验证设计的正确性。

【总页数】3页(P102-104)
【作者】高丽红
【作者单位】漳州城市职业学院电子信息工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
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1.基于DSP控制的三相电压型PWM整流器的研究
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5.基于DSP+单片机的三相电压型PWM整流器控制系统设计
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