英飞凌新一代控制器XMC4000在三电平逆变器中的应用--北京晶川电子SEP.2012三电平逆变器控制策略三电平逆变器的控制策略主要是PWM控制技术所谓PWM技术,就是利用半导体器件的开通和关断,把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列,以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波的一种技术。目前常用PWM控制策略有:单脉冲控制方式多载波控制方式空间电压矢量(SVPWM控制方式三电平逆变器通常采用矢量控制技术和直接转矩控制技术三电平逆变器的中点电位平衡是影响逆变器可靠性的关键因素之一设计中需要机、电、热、磁及其相互的耦合英飞凌控制器XMC4000家族概况XMX4000家族主要资源XMC4000内核(Cortex-M4主要特点Cortex-M4内核特点:RISC处理器:高性能32位CPU、运算能力可达1.25DMIPS/MHzThumb-2?指令集:16/32位指令的最佳混合,提供最佳代码密度低功耗模式:集成的睡眠状态、多电源域、基于架构的软件控制嵌套矢量中断控制器(NVIC:低延迟、低抖动中断响应、不需要汇编编程、以纯C语言编写的中断服务例程。能完成出色的中断处理;工具和RTOS支持:广泛的第三方工具支持、Cortex微控制器软件接口标准(CMSIS、最大限度地增加软件成果重用,缩短新产品的上市时间调试和跟踪:包括JTAG和SWD模式、支持多处理器、实时跟踪ARMCortex?-M4高效的信号处理功能与低功耗、低成本和易于使用的优点组合,可满足电机控制、汽车、电源管理、嵌入式音频和工业自动化以及新兴市场等灵活应用。XMC4500产品的结构框架XMC4500产品的主要特性强大的运算能力Cortex-M4:32位CPU,工作频率120MHz集成DSP指令集单精度浮点运算单元(FPU灵活的事件处理嵌套矢量中断控制器(NVIC事件请求处理单元(ERUDMA丰富的安全机制存储器保护单元(MPU灵活的CRC校验单元(FCEWDT片上存储器高达1024KBytesFlash、4KB程序缓存(ICache64KBytePSRAM,64KBytesDSRAM32KBytesCommunicationRAMXMC4500产品的主要特性通信/人机交互单元以太网控制器3个通用串行单元(USICMultiCAN(3个节点USBOTGLEDTSSDMMC接口外部总线接口(EBU模拟信号相关外设4核ADC、12位精度、28通道4通道Delta-Sigma解调器2路DAC、12位精度驱动控制相关外设2xCCU8(捕获比较单元84xCCU4(捕获比较单元42xPOSIF(位置信号接口单元其他RTCDieTemperatureSensor(DTS芯片仿真支持8个硬件断点,CoreSight,Trace支持JTAG,SWD,单线Trace封装形式:PG-LFBGA-144,PG-LQFP-144,PG-LQFP-100工作温度范围:-40℃–85℃,-40℃-125℃工作电压:3.2–3.6VXMC4500产品的关键特性——DMA及USICDMA两个专用DMA单元以太网,USB两个通用DMA单元12路DMA通道每通道均配置FIFO(8-32Byte,–支持BurstMode可编程通道优先级分散-收集模式(Scatter-GatherUSIC可以软件灵活的配置为UART(LIN、SSC、IIC、IISUSIC在XMC4000系列中的新特性支持Single/Dual/QuardSPI–支持最新的SerialNANDFlashSerialNANDFlash?e.g.Spansion:S25FL032P支持最多8个片选信号生成–多个从设备访问–硬件自动根据配置选择片选信号XMC4500产品的关键特性——驱动控制外设驱动控制主要相关外设:多功能定时器CCU4–CaptureCompareUnit4CCU8–CaptureCompareUnit8POSIF–位置接口单元定时器:1个系统时钟(CortexM4内核24位定时器,向下计数,自动重载CCU4每个CCU4模块包含4路16位多功能定时器CCU8每个CCU8模块包含4路16位多功能定时器XMC4000定时器个数=1+(CCU4模块数X4+(CCU8模块数X4XMC4500产品的关键特性——CCU4XMC4500产品的关键特性——CCU8XMC4500产品的关键特性——CCU8XMC4500产品的关键特性——POSIF特性包含两个模块每个模块支持增量编码器霍尔传感器多通道模式与CCU4、CCU8配合进行位置、速度的检测与CCU8配合进行直流无刷电机控制示例——增量编码器信号处理XMC4500产品的关键特性——模拟部分DSDDelta-SigmaADC转换精度高(过采样动态范围大ΔΣ解调器(DSD–特性4个DSD通道梳状滤波器及积分单元辅助梳状滤波器及比较器用于快速边界检测支持旋变激励信号生成及反馈信号处理载波信号生成单元载波消除信号延迟补偿以及同步积分中断信号产生及DMA支持.ΔΣ解调器(DSD–应用隔离电流测量直接通过电阻测量相电流宽动态输入范围,在各种负载均能得到较高的转...
