芯耀
62
X 端子
電路圖如下：
X1_IN 端子外部和 COM 端由開關(guān)相連。＋12V 電源的地端是 COM 端，用于外部端子供電，GND 是＋5V 的地端，是 DSP 內(nèi)部電源。端子和 DSP 之間通過光藕隔離。74HC14 用 3.3V 供電，信號(hào) X1 直接送到 DSP 的 IO 口。
Y 端子 OC 輸出
電路圖如下：
Y 端子模擬輸出
電路圖如下：
如圖，Y1 是 DSP 的 PWM7 引腳輸出的 3.3V 脈沖信號(hào)，74HC14 用 3.3V 供電，輸出 3.3V 脈沖，經(jīng)二級(jí)濾波后輸出與占空比成比例的直流電壓 Vd。Vd 經(jīng)放大后得到 Y1_10V，放大倍數(shù)為 4 倍，即：Y1_10V＝4Vd。
因此，若 Y1_10V 最大輸出為 10V，Vd 的最大輸出為 2.5V，DSP 程序中 Y1 端子的 PWM 脈沖占空比 2.5/3.3＝75.7%時(shí)，對(duì)應(yīng) 10V 輸出。但實(shí)際上由于濾波環(huán)節(jié)存在壓降，實(shí)際 Y1 處的電壓要高于 2.5V，實(shí)測(cè)為 2.94V。這樣達(dá)到的輸出電壓 Y1_10V 為準(zhǔn)確的 10V。
程序中模擬輸出的 PWM 周期是 200us，8000 個(gè)時(shí)鐘周期，占空比 100％輸出 3.3V，輸出 2.94V 對(duì)應(yīng)的占空比為 89.1%，7128 個(gè)時(shí)鐘周期。按比例改變占空比，即可輸出 0～10V 的電壓(圖中三極管起擴(kuò)流的作用)。
模擬電流 / 電壓輸入
模擬量有電壓給定和電流給定，在硬件電路部分，系統(tǒng)提供了 0～10V 的電壓輸入和 0～20mA 的電流輸入接口端子；在軟件部分，由功能組 F3 可以任意指定最大最小模擬量對(duì)應(yīng)的頻率以及模擬量的正負(fù)極性。例如，如果輸入是 0～5V 的信號(hào)，只需要將 F301(主給定為 100%時(shí)的模擬量)設(shè)置為 5.00 即可，這樣會(huì)損失一半的精度，但簡(jiǎn)化了電路接口。
模擬電流輸出電路圖如下：
系統(tǒng)接收最大 20mA 的模擬輸入電流。理論上，F(xiàn)2407A 的 AD 最大可接收 3.3V 的模擬電壓，為了留點(diǎn)余量，20mA 對(duì)應(yīng)的電壓取值為 3.14V，程序中對(duì)應(yīng)的 10bitAD 值為：
1024×3.14/3.3＝974
模擬電壓輸入電路圖如下：
如圖，0～10V 電壓信號(hào) VR1 經(jīng) 1/3 的分壓后經(jīng)過跟隨器得到 0～3.14V 的信號(hào) VR1_A，直接送入 DSP 的 AD 口。同樣 0～20mA 的電流輸入也轉(zhuǎn)換成 0～3.14V 的電壓信號(hào)送入 DSP 的 AD 口。各路的處理方法是相同的。
以 VR1 為例，程序中,AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果右移 1 位存入 ADVR1_X。VR1 為最大值 10V 時(shí)，10 位 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 F380H，右移 1 位，ADVR1_X＝79C0H，即輸入 10V 對(duì)應(yīng)的數(shù)字值為 79C0H，定標(biāo) Q15。ADVR1_X 經(jīng)低通濾波后得到 ADVR1_Y_H，不改變定標(biāo)。
以左圖為例，濾波后的值 ADVR1_Y_H 右移 5 位后理論上最大值為 974，對(duì)應(yīng) 10.00V 的模擬輸入電壓。程序中模擬輸入電壓的定標(biāo)為×100，即數(shù)值上 10V 用 1000 表示，考慮到 AD 通道的誤差，程序進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，即認(rèn)為 AD 值最大為 1000，即 AD 值 1000 對(duì)應(yīng) 100％模擬輸入電壓 10.00V，AD 值和模擬電壓值在數(shù)值上是相等的。
輸出電流采樣
電路圖如下：
當(dāng)輸入額定電流 15A 時(shí)霍爾輸出為 4V 的電壓，R60 用于校正。額定電流的有效值對(duì)應(yīng)的是 0.5V 電流 AD 電壓。DSP 能接收的 AD 電壓是 0～3.3V，所以電路上對(duì)電流 AD 電壓進(jìn)行了 1 個(gè) 3.3V/2 的正偏，將 -3.3V~3.3V 轉(zhuǎn)換成 0～3.3V，使 0～3.3V 對(duì)應(yīng)采樣電流的峰峰值，1.65V 對(duì)應(yīng)的是電流的零點(diǎn)，程序中對(duì)電流采樣的 AD 值進(jìn)行了 1 個(gè) 1.65V 的負(fù)偏，減去 1.65V 對(duì)應(yīng)的 AD 值，可以將電流波形還原。
額定電流峰值對(duì)應(yīng)的 AD 值為 0．5×1.41421＝0.707V；
因此電流測(cè)量范圍是是 3.3/2/0.707=2.33 倍額定電流；
實(shí)際中 R60 用于調(diào)整，使變頻器輸出額定電流時(shí) CURR_U 為 1V(后面經(jīng)過了 1/2 的分壓)。例如，對(duì) 2.2kW 的變頻器，額定輸出電流有效值為 5.5A，霍爾輸出 1.466V，此時(shí)對(duì)應(yīng) CURR_U＝1V，送入 AD 的電壓是 0.5V。
5.5/15*4(2.2//R60)/(1+ 2.2//R60) =1
可以算得 R60//2.2=2.14k，R60=82k
額定電流峰值 IM 對(duì)應(yīng)的 AD 值為 512*0.707/1.65＝155，DBH，放在高 10 位即為 36C0H(14016)。
將相電流 Iu，Iv 額定值幅值的定標(biāo)選為 Q13，2000H 對(duì)應(yīng)額定電流的幅值，需要乘以 1 個(gè)系數(shù) 2000H/36C0H＝0.584。
模擬信號(hào)的隔離
下圖的外部模擬電流和模擬電壓輸入電路中，輸入信號(hào)和 DSP 控制部分的供電電源是共地的，未經(jīng)隔離，在外部干擾嚴(yán)重的情況下，模擬輸入信號(hào)有可能對(duì)控制電路造成干擾，因此在需要增加抗干擾能力的情況下，模擬輸入信號(hào)最好跟 X 端子數(shù)字輸入信號(hào)一樣，利用光耦進(jìn)行隔離。
0～10V 的模擬電壓輸入信號(hào)經(jīng)運(yùn)放 U15B 差動(dòng)放大后與 555 輸出的脈沖信號(hào)比較，由比較器 TLC393 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比可變的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)由光耦 PC817 隔離輸出后經(jīng)二次濾波得到 0～3.3V 的模擬信號(hào)，送入 DSP 的 AD 口。這種隔離適用于對(duì)速度要求不高的直流信號(hào)的隔離。
鍵盤顯示
輸入電路圖如下：
顯示輸出電路圖如下：
595 是帶鎖存的 8 位串口輸入，8 位串 / 并口輸出的 SPI 集成塊。首先在每個(gè) SRCLK 的上跳沿將 8bit 數(shù)據(jù)從串口輸入引腳 SER 移入 8 位移位寄存器，在鎖存時(shí)鐘 RCLK 的上跳沿將數(shù)據(jù)送入輸出并口。第 9 腳 SQH 是串口移位寄存器的移位輸出，比串口輸入落后 8 個(gè)時(shí)鐘周期。
165 是 8 位并行輸入串行移位輸出寄存器。8 位并口用于接收鍵盤輸入，然后通過串行口引腳 QH 送回 DSP。
SCI 接口
電路圖如下：
溫度檢測(cè)
模塊內(nèi)置有溫度傳感器，其阻值 Rx 隨溫度 T 變化：
式中 R25 是 25 度時(shí)的阻值，B 是一個(gè)系數(shù)(我們稱之為 B 值)，
大家可以去了解一下熱敏電阻。
電路圖如下：
如圖是溫度檢測(cè)電路，TC1 點(diǎn)的電壓隨溫度升高而降低，溫度與 AD 值關(guān)系為：
IF AD>370，T=(770-AD)/8+20
ELSE T=(370-AD)/5.5+70
3.3V 電源
電路圖如下：
如圖，穩(wěn)壓源 431 輸出是 2.5V，運(yùn)放 IC2A 的放大倍數(shù)是(R39＋R33//R34)/R33//R34=(1+3.16)/3.16 = 1.3167，因此運(yùn)放輸出電壓是 2.5V×1.3167＝3.29V。LM358 的電流輸出能力是 50mA，三極管 BCX56 的額定電流是 1A，其作用是擴(kuò)流，增強(qiáng)電流輸出能力。
圖中運(yùn)放需要 24V 供電電壓，穩(wěn)壓管 431 需要 5V 電壓，這兩個(gè)電壓直接取自開關(guān)電源。
關(guān)于控制電路部分，主要還是數(shù)模電轉(zhuǎn)換之間的拉扯，以上便是我們今天索要聊的內(nèi)容。下一篇我們繼續(xù)這部分，講講變頻器中主回路開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)。
今天的內(nèi)容希望你們能夠喜歡~
閱讀全文
