電力電子裝置控制系統(tǒng)的DSP設(shè)計方案

2.2 鍵盤與液晶顯示

2407a DSP有多達41個通用、雙向的數(shù)字I／O引腳，其中大多數(shù)都是基本功能和一般I／O功能復用。將IOPF0~IOPF5六個端口設(shè)置為一般I／O口輸入方式，實現(xiàn)鍵盤輸入功能。液晶顯示器采用內(nèi)藏T6963C控制驅(qū)動器圖形液晶顯示模塊。T6963C是大規(guī)模點陣式圖形液晶顯示控制器，通過8位并行數(shù)據(jù)總線和一組控制總線進行指令和數(shù)據(jù)傳遞。采用間接控制方式實現(xiàn)對液晶顯示模塊的控制，即DSP的IOPE0~IOPE7與T6963C的數(shù)據(jù)線相連，IOPB4~IOPB7分別與T6963C的寫選通信號、讀選通信號、片選信號和通道選擇信號相連，實現(xiàn)控制功能。與直接訪問方式相比，間接方式減輕了總線負擔。鍵盤與液晶顯示電路結(jié)構(gòu)如圖8所示。

2.3 同步電路設(shè)計

裝置中，功率器件的控制信號都必須以某時間基準為參考，因此同步信號相位的準確性直接影響電力電子裝置的性能。通常同步信號取至系統(tǒng)電源電壓。圖9為同步信號采集電路，一次側(cè)電壓經(jīng)PT降壓后，經(jīng)通帶中心頻率為50Hz的硬件帶通濾波器濾波后，比較器LM311將交流正弦信號轉(zhuǎn)換為同頻同相方波信號，再通過與門整形后用光耦4N25實現(xiàn)隔離與電平轉(zhuǎn)換，輸出信號送入DSP的捕獲引腳，供捕獲單元上跳沿中斷。通過合理配置Rl、Cl、R2、C2的參數(shù)，可實現(xiàn)對50Hz的有效信號不相移的濾波環(huán)節(jié)，從而避免了采集電路帶來的附加相移。

3 制作PCB板注意事項

①控制器的PCB板最好制成四層板(即除了頂層和底層外，添加了電源層和地層，用內(nèi)層分割技術(shù)可以把3.3V和5V放在一層，模擬地和數(shù)字地放在一層)，可明顯提高整個系統(tǒng)的抗干擾性能。一般情況下，四層板比兩層板的噪聲低20 dB。四層板效果雖好，但制作費用高，且不易查錯。雙面板最好在頂層和底層都鋪銅，分別與系統(tǒng)數(shù)字地線和電源線連接，也可起到很好的抗干擾效果。

②銅膜線寬的最小值取決于流過它的電流大小，一般不宜小于O.2 mm。只要電路板面積無特殊限制，線寬和間距最好選用0.3mm。通常情況下，l~1.5mm的線寬允許流過2 A的電流。地線和電源線寬度最好不小于l mm。

③Protel 99 SE沒有提供2407a的封裝，需要依據(jù)原文資料提供的尺寸自行創(chuàng)建。用Prote1 99 SE的向?qū)ё詣由煞庋b既方便，精度又高．因為2407a為貼片式封裝，引腳細小，間距窄。建議把引腳設(shè)為長1.50mm，寬0.35mm，引腳間距0.50mm．這樣容易焊接，不易造成短路。

④所有連接DSP時鐘模塊的導線必須盡可能短。當連接PLL引腳時，應(yīng)注意以下幾個方面：使用短引線連接PLLVCCA引腳到低通濾波器；使旁路電容最近連接到PLLVCCA和VSS間；使這些導線、芯片和旁路電容形成的環(huán)路面積最小。面積越大則電磁干擾越大。

⑤PCB板上的數(shù)字地與模擬地應(yīng)分開布線，通過電感或磁珠單點連接，避免互相干擾。因為一般數(shù)字電路的抗干擾能力強，TTL電路的噪聲容限為0.4~0.6V，CMOS數(shù)字電路的噪聲容限為電源電壓的O.3~0.45倍；而模擬電路部分只要有微伏級的噪聲，就足以使其工作不能正常。

⑥在DSP和其他芯片的電源與地之間就近跨接0.Ol~0.1μF的去耦電容，以提供和吸收芯片通斷電瞬間的充放電電能，且能旁路芯片產(chǎn)生的高頻噪聲。

基于TMS320LF2407aDSP的電力電子裝置控制器，具有通用性。通過在有源電力濾波器裝置中使用，證明該控制系統(tǒng)各單元工作可靠，整體配合良好。對從事相關(guān)硬件設(shè)計的工程技術(shù)人員，有一定的參考價值。