基于PSoC?4的矢量控制方案 ：電流采樣

  原理圖設(shè)計

　　首先，我們使用TCPWM模塊來實現(xiàn)SVPWM。如圖9所示，從PSoC Creator中拖放三個TCPWM模塊，配置TCPWM的工作模式為中央對齊，帶死區(qū)的雙路互補輸出模式。三對PWM輸出可分別作為U、V和W相橋臂驅(qū)動信號。同時在任一TCPWM模塊的UN事件輸出(下溢信號，用來指示計數(shù)器向下計數(shù)達到“0”)觸發(fā)PWM中斷，用于進行FOC計算并更新占空比。

　　我們采用芯片內(nèi)部運算放大器進行信號放大。PSoC4內(nèi)部的運放是一個高度可配置的運算放大器，可配置其速度，功耗，驅(qū)動能力和補償。也可配置成比較器進行使用。運放增益帶寬可達4MHz(容性負載為20pF時)，可實現(xiàn)軌到軌的輸入輸出動態(tài)范圍。圖10顯示了內(nèi)部運放的原理圖，電路形式采用差分放大形式，相關(guān)阻容在芯片外部。

　　PSoC® 4包含了一個12位的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)模塊，其可滿足中等分辨率、快速轉(zhuǎn)換的應(yīng)用需求。能夠?qū)崿F(xiàn)最高1Msps的單通道采樣，支持零開銷通道切換功能。SAR ADC具有8個可配置通道和1個插入通道，可靈活的通過軟件、定時器、管腳或來自UDB的信號觸發(fā)，支持單次、周期或連續(xù)模式采樣。圖11展示了SAR ADC原理圖，可采集UV兩相電流及母線電壓。

　　程序設(shè)計

　　主控程序首先會初始化和配置PSoC®4的內(nèi)部資源，然后進入主循環(huán)。主循環(huán)主要檢測用戶的起停命令和速度給定，決定電機的運動狀態(tài);并完成一定的調(diào)試輸出功能。FOC主算法全部在PWM中斷中完成，主要完成讀取ADC采樣結(jié)果，完成坐標變換，PID控制，SVPWM輸出及更新占空比等操作。具體流程圖如圖12所示。