使用ADSP-CM408F ADC控制器的电机控制反馈采样时序

　　简介

　　本应用笔记介绍ADSP-CM408F模数转换器控制器(ADCC)模块的主要特性，重点讨论该产品在高性能电机控制应用的电流反馈系统中的相关性与可用性。

　　本应用笔记的目的是为了强调模数转换器(DAC)模块的关键功能，并提供针对电机控制应用的配置指南。本文提供演示ADI ADCC驱动器的代码示例。

　　有关此ADCC的所有功能、配置寄存器和应用程序接口(API)的更多详细信息，请参阅ADSP-CM402F/ADSP-CM403F/ADSP-CM407F/ADSP-CM408F产品页面和采用ARM Cortex-M4和16位ADC开发产品的ADSP-CM40x混合信号控制处理器的产品页面上提供的《采用ARM Cortex-M4的ADSP-CM40x混合信号控制处理器硬件参考指南》。

　　虽然本应用笔记重点讨论电流反馈，类似的配置和应用原理同样适用于其他信号的反馈与测量。

　　同样，虽然本应用笔记重点讨论ADSP-CM408F，但原理在本质上同样适用于ADSP-CM402F/ ADSP-CM403F/ADSP-CM407F/ADSP-CM408F系列的其他产品。

　　电流反馈系统概述

　　电机控制应用中的电流反馈示例如图1所示。该配置常用于高性能电机驱动，并针对电机相位绕组电流采样，而非对逆变器低端相位引脚采样。中高电平时，电流传感器或变压器(CT0和CT1)必须用于电流测量路径，因为阻性分流器尺寸过大而低效。

　　在图1的配置中，处理器位于安全的隔离栅低压侧，而信号隔离通常为CT0和CT1所固有，且微处理器的脉冲宽度调制PWM输出和栅极驱动器之间还存在数字隔离。

　　通常需要在电流传感器输出和ADC输入之间进行一些信号调理，以便实现范围匹配和高频噪声滤波。随后将调理的电流测量信号施加于ADC输入，用来采样和转换。对每个ADC输入进行一次绕组电流测量将使能电流测量的同步采样以获得更高的控制环路精度，从而增强性能。另外，还可在硬件内直接配置采样时间与PWM sync脉冲的同步。

　　图1. 电机控制中ADSP-CM408F ADC的电流反馈

　　这些特性可使能PWM周期中相位电流测量点的精密时序。将这些测量时刻与零矢量的中间点或PWM周期的中间点对齐，确保电流采样电平等效于忽略开关纹波的瞬时平均电流。

　　图2中显示了零矢量中点和PWM周期中点处的同步U相位和V相位采样。

　　图2. 平均电流采样图解