基于TMS320F2812变频电源的交流采样系统设计

摘要:详细介绍利用HCNR200及TMS320F2812内置ADC采集交流电压和负载电流信号的系统设计。HCNR200是一款专门用于模拟信号隔离采样的高精度线性光耦。它的使用能有效地将主电路与控制电路进行隔离,并具有较高的线性度,检测误差小。DSP内置ADC为12位转换器,具有转换精度高,转换时间短(12.5 MSPS),设计简单等优点。
关键词:HCNR200;TMS320F2812;模拟隔离;交流采样

0 引 言
    在三相变频电源设计中,需要采样交流电压及负载电流,用以实现双闭环控制和保护,因此交流电压、电流采集系统的设计直接关系到变频电源的性能。三相变频电源以TMS320F2812(简称F2812)为控制芯片,该芯片内置16通道的12位ADC。采用F2812内置ADC进行交流采样时,避免了复杂的硬件设计,并降低了成本。电源要求输出线电压为380 V,输出功率为3 kW。要采集该交流电压、电流信号并送到DSP芯片,必须设计隔离电路,用以防止高电压、强电流串入控制系统,烧坏低压器件。HCNR200是一款用于模拟信号隔离的专用高精度线性光耦。本文详细介绍了利用F2812的内置ADC,并结合HCNR200进行交流电压、电流的采样。

1 TMS320F2812内置ADC简介
    TMS320F2812芯片系TI公司于2003年底推出的32位定点DSP,是一款高性能、满足电机实时性控制要求的控制器,工作频率最高可达150 MHz,其内置了16通道,12位ADC,含两路采样保持器,一个转换单元,可实现双通道同步采样,最小转换时间为80 ns。内置ADC的外设内部结构如图1所示。

基于TMS320F2812变频电源的交流采样系统设计

    模拟量由16个通道输入,被分为A,B两组,ADCINA0~7为A组,ADCINBO~7为B组,每组都有一个完全独立的多路选择器和采样保持器,共用一个12位ADC。整个转换时序和转换过程都由ADC时序控制自动机完成,不需要DSP中央处理单元的干预。编程时只需要配置寄存器,设定合适的值,自动机就会按照设定的顺序和模式自动地实现多通道ADC,并将其结果写入到16 Word的转换结果寄存器中。结果寄存器为双缓冲结构,这就保证对于结果寄存器、自动机的写操作和中央处理单元的读操作不会产生时序冲突,大大提高了DSP的并行运行能力。输入管脚ADCSOC是ADC的外部触发输入,用于要求严格同步触发采样的场合。ADC的时序基准频率由处理器的主频分频提供,可以通过改动相关配置寄存器的值来设定分频系数,从而改变ADC的转换速率。

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发布日期:2019年03月12日  所属分类:参考设计