基于DSP与IPM的变频调速系统设计
图3 控制触发脉冲通道通、断的逻辑门电路
·为防止信号振荡,应在各输入端加RC退耦电路。对两组触发脉冲来说,RC电路一来可滤掉干扰脉冲,二来还可限制输入脉冲的最小脉宽。RC容量的选择要和PWM的载波频率匹配,使得既能滤掉干扰信号,又不对触发脉冲造成畸变。因为DIP-IPM输入部分IC内置2.5KΩ(min)下拉电阻,故RC中R阻值的选择应注意使分压后的信号值满足DIP-IPM的输入电平阈值要求。
·DIP-IPM还有一个很实用的功能:短路保护。在本系统的软件调试过程中,该功能多次发挥作用,可靠地保护了模块,使本系统样机调试过程中IPM模块无一损坏。但要使该功能可靠发挥作用,应注意以下两点:
1)外部电流检测电阻的信号回路必须设置RC滤波电路,以免短路保护误动作。RC时间常数的选择要考虑IGBT的硬中断能力,一般推荐为1.5~2μS,最大不超过6μS。时间常数过短可能引起短路保护误动作,过长则可能超出IPM模块的耐受能力,不能有效保护IPM模块。
2)外部电流检测电阻应为无感电阻,该电阻及其信号引线到IPM模块对应引脚的布线应尽可能短,以免由引线电感干扰引起短路保护误动作。
·PCB布板时应注意采取以下抗干扰措施:
1)强电(功率部分)和弱电(控制部分)从区域上分开。
2)数字地(控制地)和模拟地(功率地)分开布局,只能在一点相接。一定要注意避免功率地线上的电流流经控制地线,以免引入地线干扰。
3)PCB上IPM模块相邻触发脉冲引脚间可开槽,避免相互干扰。
4)电流检测电阻及其信号线、触发脉冲信号及所有电容到IPM模块的布线要尽可能短,尽量降低其引线电感引起的干扰。
结语:
该系统已批量生产上千台,投入现场连续运行三年多。实际运行表明,该系统运行稳定,工作良好。可以预计,DSP+IPM模式将是紧凑型变频调速系统的发展方向之一。
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