基于DSP的通用變頻器技術

　　TMS320LF240片內集成了采樣保持電路和模擬多路轉換器的雙十位A/D轉換，為了盡量充分利用芯片資源，采用了片內A/D轉換進行設計。使用雙減法電流[6]采樣電路，采樣方案中的運算放大器是TLC2274。第一運放U8A的輸出電壓為：

　　其中R1=R2，R3=Rn，則：

　　同樣，第二運放U8A的輸出電壓為：

　　從霍爾電流傳感器輸出的Ui=2.5±△V，此電壓先后施加到由TLC2274構成的兩個減法電路上，第一路以Ui減去傳感器采樣結果的中值參考電壓Uref（2.5V），然后再線性放大到A/D采樣所要求的電壓范圍；第二路則相反，再中值參考電壓Uref減去傳感器輸出電壓Ui，同樣也線性放大到合適的電壓范圍。Z1、Z2為兩個3.3V的穩壓二極管，對運放輸出電壓起到限幅作用。當Ui值>Uref時，Uo1輸出為正電壓，且電壓范圍是0-3.3V，而由于二極管D2的存在使得電流不能注入到運放中，故而第二路運放不能輸出負電壓，而是鉗位在0V；當Ui值Uref時，Uo2輸出為正電壓。現樣由于二極管D1在存在使得第一路運放不能輸出負電壓，也是鉗位在0V。在一個正弦波周期內的某一時刻只會有一路信號輸出，這比常規方法采樣窗口要寬一倍，從而提高了采樣精度。

　　由于電機啟動時的電流非常大或因控制回路、驅動電路等誤動作，造成輸出電路短路等故障，導致過大的電流流過IGBT，且電流變化非常快，元件承受高電壓、大電流，因此需要一種能快速檢測出過大電流的電路。可以采用2SD315A自身檢測和檢測直流母線的雙重檢測以及在故障發生時，采用軟、硬件同時封鎖的方法。直流母線電壓的變化，對整個逆變系統有較大的影響。當母線電壓過低，電網輸出不能達到系統要求時，需要盡快切斷電源，防止對電機或者逆變系統造成破壞；相反，母線電壓過高，很容易使功率驅動管燒毀。為有效地保護功率IGBT和直流濾波電容，系統設計了母線電壓過欠壓保護電路，故障檢測原理如圖4所示。圖中6N138為一個線性光電隔離器，輸出電壓信號與母線電壓成正比，當通過光電隔離器件后，可以直接供給DSP控制系統進行采樣。同時，將輸出Vlimit信號送至DSP，觸發中斷保護。

圖4 故障檢測原理圖