LVTT

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Mục lục

Trang

Lờ i mở đầ ở đầu ......................... ....................................... ........................... ........................... .......................... ......................... .................... .......2 I. DSP TMS320F28335...................... ........... ..................... ...................... ....................... ..................... ................... ......... 3 1. Tổng quan về các bộ xử lý tín hi ệu số (DSP) .......................... ............... ..................... ................. ....... 3 2. Sơ lượ c về họ TMS320 ...................... ........... ..................... ...................... ....................... ..................... ..................... ........... 4 3. DSP TMS320F28335..................... .......... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .............. ... 5 II. Tìm hiểu giao tiế p Matlab/simulink Matlab/simulink và CCSv5, CCSv5, n ạ p code cho DSP DSP TMS320F28335 TMS320F28335 ....................... ........... ...................... ...................... ....................... ..................... ...................... ................ .... 5 1. ControlSuite ............................................................................................. 6 2. Code Composer Studio ............................................................................ 6 3. Matlab...................................................................................................... 7 4. Embedded Code...................... ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ................... ........ 12 III. Thiết k ế bộ DC-DC (1 pha bán c ầu) ...................... ........... ..................... ...................... .................. ...... 14 1. Tổng quan ......................... ....................................... ........................... ........................... .......................... ......................... ................ ... 14 2. Thiết k ế bộ DC-DC 1 pha bán cầu ......................................................... 15 a. Synchronous Buck Converter................................................................. 15 b. Synchronous Synchronous Boost Boost Converter Converter ....................... ............ ..................... ...................... ....................... ................... ........ 15 c. Bộ đảo dòng...................... ........... ...................... ...................... ....................... ...................... ..................... ....................... .............. .. 16 3. Tạo xung kích S1, S2 cho bộ DC-DC .................................................... 16 a. Xung PWM trong DSP TMS320F28335 TMS320F28335 ....................... ............ ..................... ...................... .............. .. 16 b. Tạo xung PWM bằng Matlab/Simulink Matlab/Simulink...................... ........... ..................... ...................... .................. ...... 18 b.1. Mô hình bộ DC-DC 1 pha bán cầu dạng Synchronous Synchronous Buck Converter Converter ..................... .......... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ............. 18 b.2. Mô hình bộ DC-DC 1 pha bán cầu dạng Synchronous Synchronous Boost Converter ............................................................................. 24 b.3. Mô hình bộ đảo dòng ..................................................................... 30 b.4. Cấu hình cho Matlab ......................................................................35 IV. Phần cứng ......................... ....................................... .......................... .......................... ........................... ........................ ...........42 1. IGBT SKM 75GB123D ......................................................................... 42 2. Mạch lái Hybrid Hybrid Dual IGBT IGBT Driver: SKHI 22B.............. 22B... ....................... ...................... ............ 43

GVHD: PGS.TS PHAN QUỐC DŨNG

Page 1

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP

ở đầu Lờ i mở đầ Ngày nay khi khoa h ọc và công ngh ệ ngày một phát triển, đặc biệt là lĩnh vực công nghệ số,công nghệ điệ n tử. Trong lĩnh vực điệ n tử yêu cầ u về tốc độ xử lý, cũng như kích thướ c của nhữ ng linh kiệ n,sản ph ẩm ngày càng cao. Tốc độ x ử lý của chip đượ c c ải thiện r ất nhanh vì vậy chúng có khả năng xử lý tốt trong các lĩnh vự c công nghệ đòi hỏ i tốc độ và sự chính xác cao. Một trong nh ững lĩnh vực đượ c ứ ng d ụng r ất nhiều đó là điệ n tử công suất. Để phát triển và cho phép ngườ i dùng th ử nghiệm nhữ ng ứ ng d ụng này thì nh ữ ng kit phát tri tr iển DSP c ủa TI có những tính năng và môi trườ ng ng làm việc r ấ t phù h ợ p. Các Cá c kit DSP nói riêng và kit DSP TMS320F28335 nói riêng có m ức độ tích h ợ p và tốc độ xử lý r ất cao,nó đáp ứng đượ c nhữ ng yêu cầu trong lĩnh vự c điện tử công suất.

Sau đây là phầ n báo cáo 50% kh ối lượ ng ng luận văn mà em đã tìm hiểu đượ c. c. Mặc dù em đã cố gắ ng và nỗ lực hết mình để hoàn thành, song ch ắc ch ắn không th ể tránh khỏi nhữ ng sai sa i sót và h ạ n chế. Vì vậy, em r ất mong sẽ nhận đượ c sự đóng góp ý kiế n của thầy giáo để đề tài tốt nghiệp này đượ c hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!


Page 2


ở đầu Lờ i mở đầ Ngày nay khi khoa h ọc và công ngh ệ ngày một phát triển, đặc biệt là lĩnh vực công nghệ số,công nghệ điệ n tử. Trong lĩnh vực điệ n tử yêu cầ u về tốc độ xử lý, cũng như kích thướ c của nhữ ng linh kiệ n,sản ph ẩm ngày càng cao. Tốc độ x ử lý của chip đượ c c ải thiện r ất nhanh vì vậy chúng có khả năng xử lý tốt trong các lĩnh vự c công nghệ đòi hỏ i tốc độ và sự chính xác cao. Một trong nh ững lĩnh vực đượ c ứ ng d ụng r ất nhiều đó là điệ n tử công suất. Để phát triển và cho phép ngườ i dùng th ử nghiệm nhữ ng ứ ng d ụng này thì nh ữ ng kit phát tri tr iển DSP c ủa TI có những tính năng và môi trườ ng ng làm việc r ấ t phù h ợ p. Các Cá c kit DSP nói riêng và kit DSP TMS320F28335 nói riêng có m ức độ tích h ợ p và tốc độ xử lý r ất cao,nó đáp ứng đượ c nhữ ng yêu cầu trong lĩnh vự c điện tử công suất.

Sau đây là phầ n báo cáo 50% kh ối lượ ng ng luận văn mà em đã tìm hiểu đượ c. c. Mặc dù em đã cố gắ ng và nỗ lực hết mình để hoàn thành, song ch ắc ch ắn không th ể tránh khỏi nhữ ng sai sa i sót và h ạ n chế. Vì vậy, em r ất mong sẽ nhận đượ c sự đóng góp ý kiế n của thầy giáo để đề tài tốt nghiệp này đượ c hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!


Page 2

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP I.

DSP TMS320F28335

1. Tổng quan về các bộ xử lý lý tín hiệu số (DSP) Nhìn chung các bộ c ảm bi ến t ạo ra các tín hiệu tương tự đáp lạ i các quá trình vật lý khác nhau diễn ra một cách liên t ục theo thời gian và biên độ . Vi ệc xử lý các tín hiệu có th ể đượ c thực hiện ở dạng số hoặc tương tự. Để xử lý đượ c một tín hiệu tương tự ở d d ạng s ố thì đòi hỏ i phả i tạo ra đượ c một tín hiệu s ố bằ ng cách trích mẫu và l ượ ng ng t ử hóa tín hiệu t ương tự (số hoá tín hiệu tương tự ). Do vậ y, so vớ i tín hiệu tương tự thì tín hiệu số r ờ ờ i r ạc cả về thời gian và biên độ . Quá trình s ố hóa đượ c thông qua m ột bộ chuyển đổi tương tự -số viết tắt ADC (Analog-Digital-Con (Analog -Digital-Converter). verter). Xử lý tín hi ệu số DSP (Digital Signal Processing) bao hàm vi ệc thao tác các tín hiệu s ố để lấy ra đợ c các thông tin h ữ u ích t ừ chúng. Do v ậy, các bộ chuyển đổi d ữ liệu từ tương tự sang số và ngượ c lạ i là ADC và DAC có nhi ệm vụ giao tiế p vớ i nhau. Lý do chính là x ử lý tín hi ệu số cho phép có th ể lập trình đượ c cùng một phần cứ ng DSP sử dụng cho nhiề u ứ ng d ụng khác nhau đơn giả n b ằng cách thay đổ i mã nằm trong bộ nhớ . M ột lý do khác là các m ạch s ố c ấ p các cá c tín hi h iệu ra ổn định và dễ chấ p nhận sai số hơn so vớ i các mạch tương tự . Một số sự khác biệt giữa DSP và một vi mạch VLSI đơn chức năng là: 





Thực thi trên DSP có kh ả năng linh hoạt thay đổ i ứ ng d ụng vì cùng m ột phần cứ ng DSP có th ể đợ c dùng cho các ứ ng dụng khác nhau. Hay nói cách khác là các bộ DSP có th ể l ập trình đợc trong khi đó mạch VLSI đơn chứ c không có đượ c khả năng này. Các bộ x ử lý DSP r ất hi ệu quả về mặt giá thành vì đượ c s ản xuất hàng lo ạt và có thể đượ c dùng cho nhi ều ứ ng d ụng. Một vi mạch VLSI chuyên d ụng ng ch ỉ được dùng cho mộ t ứ ng d ụng riêng biệt. thườ ng

ườ ng Trong nhiều tr ườ ng h ợ p, các thu ộc tính mớ i tạo nên một phiên bả n nâng cấ p ph ần mền trên bộ DSP không đòi hỏ i phầ n cứ ng mớ i. i. Ngoài ra vi ệc g ỡ r ối nhìn chung r ất dễ dàng th ực hiện.


Page 3

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP 

Đối vớ i các vi mạch VLSI chuyên dùng th ườ ng ng có thể đạt đượ c các t ần số ất cao trong khi đó trên các bộ DSP thì điề u này bị hạn ch trích mẫu r ất c hế do ràng buộc thiết k ế kiến trúc và các ngo ại vi trên chíp.

Các bộ xử lý DSP cùng có chung một s ố các bộ vi xử lý công d ụng chung là: 







2.

đặc tính mà ta có th ể phân biệt chúng vớ i

Chúng đượ c tối ưu hoá để thực hiện các thuật toán quay vòng và l ặ p lại trong xử lý tín hi ệu. Nói một cách tương đố i là các tậ p lệ nh của các bộ DSP nhỏ hơn và đượ c t ối ư u hoá cho các phép x ử lý tín hiệ u như phép nhân và cộng một chu k ỳ. Các bộ DSP cho phép các ch ế độ định địa ch ỉ đặc biệt nhận định địa ch ỉ gián tiếp và định địa ch ỉ vòng tròn. Chúng có cơ cấu định đị a ch ỉ hi h iệu qu ả để thực thi nhiề u thuật toán x ử lý tín hiệu. Các bộ DSP có các ngo ại vi tích h ợ p cho phép giao ti ế p I/O hi ệu qu q uả vớ i các thiết b ị khác. Trên các bộ DSP có th ể th ực hi ệ n vài lần truy c ậ p b ộ nh ớ trong trong một chu k ỳ lệ nh. Hay nói cách khác là các b ộ DSP có độ r ộng ộng băng tần tương đố i cao giữa các CPU c ủa chúng và bộ nhớ .

Sơ lượ c về họ TMS320

Họ TMS320 gồ m có hai kiểu DSP đơn chip: Dấ u phẩy tĩnh 16 bit và dấ u phẩy động 32 bit. Các DSP này có tính làm vi ệc linh ho ạt c ủa các bộ điều khiển tốc độ cao và khả năng số học của các bộ xử lý dãy. K ết hợ p hai ph ẩm ch ất này, các bộ xử lý TMS320 là nh ữ ng lựa chọn không đắ t tiền so vớ i các bộ xử lý bit-slice đa chip và các VLSI đượ c ch c hế t ạo theo đơn đặt hàng. Họ TMS320 có các đặc tính mà t ừ đó đã làm ở thành cho nó tr ở thành sự lựa chọn lý tuở ng ng cho một dải r ộ ng các ứ ng dụng xử lý: 

Tậ p lệnh r ất linh ho ạt.



Vố n có sẵn tính làm việc linh ho ạt.



Mức độ làm việc tốc độ cao.



Thiết k ế có kiến trúc song song hi ện đạ i.



Giá cả phải chăng.

Các ứ ng d ụng tiêu biể u của h ọ TMS320: H ọ TMS320 cung c ấ p các gi ải pháp thích hợp hơn, tốt hơn cho các vấn đề xử lý tín hiệu truyền thông như mã hoá tiế ng nói, lọc và mã hoá sai s ố. Hơn nữ a h ọ TMS320 h ỗ tr ợ các ứ ng d ụng phức tạp mà thường đòi ợ các hỏi nhiều phép toán th ực hiện đồ ng thờ i. i.


Page 4


Các ứ ng d ụng tiêu biểu của họ TMS320

16 bít d ấ u phẩy tĩnh: C1x - Hard Disk Controllers, C2x – FaxMachines, C2xx Embedded Control, C5x - Voice Processing, C54x - Digital Cellular phones. 32 bít d ấu phẩy động: C3x - Video phones, C4x - Parallel Processing, C6x Advanced VLIW Processor Wireless Base Station/Pooled Modems, C8x - Video Conferencing.

3. DSP TMS320F28335

TMS320F28335 là một loại vi điều khiển thuộc loại mạnh nhất trong dòng vi điều khiển 32 bit C2000 của Texas Instrument. Vi điều khiển này được dùng trong rất nhiều các phòng thí nghiệm, để điều khiển các thiết bị, robot, ... Vi điều khiển này có core hỗ trợ tính toán số thực với dấu phẩy động (Floating point support). Với khả năng 32 x 32 – bit MAC và khả năng xử lý 64 – bit, cho phép TMS320F28335 trở thành sự lựa chọn cho những ứng dụng đòi hỏi những nhân điều khiển foating – point. Với tốc độ xử lý cao cho phép chúng ta nhúng các giải thuật điều khiển như PID, Fuzzy, LQR, Neural … DSP có điểm thuận lợi để nhúng các giải thuật là chúng ta có thể viết các giải thuật này trên Matlap và CCS sẽ liên kết với Matlap để nhúng các giải thuật này xuống DSP. DSP TMS320F28335 xử lí 32 bit và hoạt động ở 150Mhz. Với Bộ nhớ là 18K words on chip RAM và 128K words on chip FLASH memory.DSP TMS320F28335 hỗ trợ ngoại vi với: kênh PWM, Hai khối sự kiện EVA và EVB hỗ trợ đọc tín hiệu từ hai Encoder, 16 kênh ngõ vào ADC với thanh ghi 12 bit, hỗ trợ truyền thông SCI, SPI, CAN, McBSP. II.

Tìm hiểu giao tiếp Matlab/Simulink và CCSv.5, n ạp code cho DSP TMS320F28335

ControlSUITE, Code Composer Studio (CCS), and MATLAB/Simulink – Embedded Coder đượ c sử dụng để thực hiện các hệ thống điề u khiển nhúng trên vi điều khiể n TMS320F28335.

Sau đây là các bước để cài đặt, thiết lậ p và sử dụng các ứ ng dụng này.


Page 5

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP 1. ControlSuite ControlSUITE là m ột bộ công c ụ để h ỗ tr ợ các thiết bị TI C2000. ControlSUITE bao gồm một thư viện các thư mục, lưu trữ trên ổ đĩa máy tính , và bao g ồm các hạng mục như hướ ng dẫn ph ần cứng, thư việ n ph ần mềm, các ghi chú ứ ng dụng, và các project mẫu.

ControlSUITE cũng có một giao diện đơn giả n hóa việc chuyển hướ ng và xem nộ i dung. ControlSUITE có th ể đượ c tả i tr ực tiế p từ Texas Instruments theo link sau: http://www.ti.com/tool/controlsuite

2. Code Composer Studio

Code Composer Studio (CCS) là m ột môi trườ ng phát triển tích h ợ p (integrated development environment : IDE) đượ c sử dụng cho chương trình TI C2000 microcontrollers. Install Code Composer Studio v5

Điều kiện tiên quyết: Microsoft .NET Framework 3.5 ActivePerl

http://www.activestate.com/activeperl/downloads F2833x C/C++ Header Files and Peripherals

http://www.ti.com/tool/sprc530, install to C:\tidcs Kiểm tra thông s ố

máy tính có đáp ứng đượ c yêu cầu của hệ thống theo link:

http://processors.wiki.ti.com/index.php/System_Requirements


Page 6

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Code Composer Studio có th ể đượ c tải tr ực tiế p từ TI theo link:

http://processors.wiki.ti.com/index.php/Download_CCS.

Cài đặt Code Composer Studio V5 vào C:\ticcsv5. 3. Matlab

Tiến hành cài đặt Matlab/Simulink phiên b ản từ 2010 tr ở lên.

Ở đây, luận văn đượ c thực hiện trên Matlab/Simulink phiên b ản 2013a. Sau đây là các bước thông thường dùng để tạo một hệ thống điề u khiển vớ i TM Matlab, Simulink, và TI C2000 DSPs và thư việ n nhữ ng khối thườ ng dùng.

Hình 2.3.1 H ệ thống điề u khiể n vớ i Matlab, Simulink và TI C2000TM DSPs


Page 7


Hình 2.3.2 Mô ph ỏng các khối điề u khiển và mô hình cơ điện 

Thư việ n C28x IQmath và Digital Motor Control

Hình 2.3.3 Target Optimized Blocks (C28x)


Page 8


Hình 2.3.4 Quá trình t ừ mô phỏ ng sang kiểm tra trong th ực tế 

Thư việ n C2833x

Hình 2.3.5 Schedulers and Device Drivers (C2833x)


Page 9


Thư việ n Host SCI và RTDX Instrumenlation

Hình 2.3.6 Target-Host Communications: Host Side Blocks 

Hình 2.3.7 Quá trình xác minh code

đượ c tạo ra

Tại sao phải xác minh lại code đượ c tạo ra? Vì một số ngu ồn có sự khác biệt không mong đợ i giữa mô phỏng máy tính và m ục tiêu thực hiện mã.    

Cài đặt tối ưu biên dịch C cho mục tiêu (Target) Cài đặt tối ưu hóa hệ mã Tích hợ p mã tùy ch ỉnh Các khiếm khuyết trong ph ần cứ ng, biên d ịch link liên k ết và mã code


Page 10

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Processor-In-the-Loop Testing PIL là một k ỹ thu ật dùng để đánh giá thuật toán ho ạt động như thế nào trên bộ xử lý mục tiêu (processor target) đượ c lựa chọ n cho ứ ng dụng. Code đượ c tạo ra từ Simulink, đượ c nạ p xuống bộ xử lý (processor target) ho ặc mô phỏng, sau đó đượ c thực hiệ n từng bướ c k ết hợ p vớ i Simulink Cách tiế p c ận này cho phép ki ểm tra mã code c ủa những đối tượng đượ c s ử d ụng trong th ực tế giống nhau. PIL có thể đượ c sử d ụng để tìm ra một s ố điể m khác nhau giữa mô phỏng PC và mã code của đối tượ ng đượ c thực hiện 









Hình 2.3.8

Các phương pháp build chương trình mô phỏ ng, tạo code


Page 11


Hình 2.3.9 Quá trình xác minh cu ố i cùng

4. Embedded Coder a. Cài đặt Embedded Coder

Điều kiện tiên quyết: TI Code Generation Tool v5.2.2 https://www-a.ti.com/downloads/sds_support/ TICodegenerationTools/index.htm b. Xác lập giao tiếp giữ a Matlab/Simulink và CCSv.5 Nhậ p lệnh “ xmakefilesetup ” vào của sổ lệnh của Matlab để tiến hành cài đặt cấu hình cho xMakefile. C ủa sổ XMakefile User Configuration đượ c hiện ra như Hình


Page 12

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Chọn “ ticcs_C2000_ccsv5 ”. Click “Apply”.

Hình 2.4.1 Xác lập đườ ng dẫn đế n ticcs_c2000_ccsv5 1 cửa sổ sẽ xuất hiện để tạo đườ ng dẫn đến thư mục cài CCS, Code Generation Tool, Compiler, and DSP/BIOS tools.

Hình 2.4.2 Xác lập đườ ng dẫn đế n CCS, Code Generation Tools, DSP/BIOS Nhậ p lệnh “ checkEnvSetup('ccsv5 ', 'F28335', 'check') ”


Page 13


Hình 2.4.3 Ki ểm tra lien k ết giữa Matlab/Simulink và CCSv5

III. Thiết k ế bộ DC-DC (1 pha bán c ầu) 1. Tổng quan Các bô nguồ n kiểu đóng ngắt (Switching Mode Power Supply-SMPS) hi ện đượ c sử dụng r ộng rãi do có hi ệu suất cao hơn và kích thướ c nhỏ hơn so vớ i bộ nguồn một chiểu kiể u tuyến tính (Linear Mode Power Supplies) cùng công su ất. Đó là vì các khoá bán dẫn trong nguồ n một chiều kiểu đóng ngắ t ch ỉ ho ạt độ ng ở ch ế độ dẫ n hoặc tắt nên có t ổn hao th ấ p. Ngoài ra, do ho ạt độ ng ở tầ n s ố cao, các ph ầ n tử lọc trong nguồ n một chiều kiểu đóng ngắt như cuộ n cảm và t ụ điện cũng có kích thướ c giảm đi đáng kể so vớ i phần tử tương tự trong nguồ n một chiều tuyế n tính. Ph ần này sẽ khảo sát các cấu hình bộ biến đổ i công suất d ạ ng một pha bán c ầu dc-dc. a. Buck Converter Mạch Buck Converter đượ c sử dụng khi mà điện áp đầ u ra DC c ần phỉa thấ p hơn so với điện áp đầ u vào DC. b. Boost Converter Điện áp DC đầ u vào c ủa bộ Boost Converter có th ể lấy t ừ nhiều nguồ n khác nhau như pin, solar panel, fuel cells hoặc máy phát điệ n. Bộ Boost Converter khác vớ i bộ Buck Converter khi điệ n áp ra phải bằ ng hoặc cao hơn so với áp đầ u vào. c. Bộ đảo dòng Trong một số ứ ng d ụng, như điều động cơ servo, máy công cụ, đòi hỏ i sự chuyển m ạch êm và nhanh t ừ chế độ động cơ sang chế độ hãm tái sinh và ngượ c lại. Khi đó, bộ đảo dòng đượ c sử dụng.


Page 14

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP 2. Thiết k ế bộ dc-dc 1 pha bán c ầ u a. Synchronous Buck Converter

Hình 3.2.1 Mô hình mô ph ỏ ng Synchronous Buck Converter

b. Synchronous Boost Converter

Hình 3.2.2 Mô hình mô ph ỏng Synchronous boost Converter


Page 15

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP c. Bộ đảo dòng

Hình 3.2.3 Mô hình mô ph ỏ ng bộ

đảo dòng

3. Tạo xung kích S1, S2 cho b ộ DC-DC a. Xung PWM trong DSP TMS320F28335 Tần số c ủa xung PWM được điề u khiển b ở i thanh ghi time-base period (TBPRD) và chế độ c ủa th ờ i gian truy c ập cơ sở (time-base counter). Hình 3.2.1 cho th ấy chu k ỳ (Tpwm) và tần s ố (Fpwm) quan h ệ cho việc đếm lên (up-count) , đế m xuống (down-count) và đế m lên xuố ng (up-down-count) khi TBPRD = 4. Th ời gian tăng cho mỗi bướ c được xác định bở i time-base clock (TBCLK), là một phiên bản prescaled c ủa system clock (SYSCLKOUT). The time-base counter có 3 ch ế base control (TBCTL):

độ vận hành đượ c lựa chọ n bở i thanh ghi time-

Up-Down-Count Mode:

Ở ch ế độ up-down-count, the time-base counter b ắt đầu từ 0 và tăng đế n giá tr ị TBPRD. Khi đạt đượ c giá tr ị này, time-base counter giảm xuống cho đến khi bằ ng 0. Tại thời điể m này, quá trình lặp đi lặ p lại.


Page 16

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Up-count-mode:

Ở ch ế độ này, the time-base counter bắt đầu từ 0 và tăng cho đến khi đạ t giá tr ị TBPRD. Khi đạt đượ c giá tr ị này, the time-base count reset xu ống 0 và bắt đầu tăng lạ i, quá trình này l ặp đi lặ p lại. Down-count-mode:

Ở chế độ down-count, the time-base counter b ắt đầu từ giá tr ị TBPRD và giảm d ần xu ống 0. Khi đạt đượ c giá tr ị 0, the time- base counter đượ c reset tớ i giá tr ị TBPRD và bắt đầ u giảm, quá trình này l ặp đi lặ p lại.

Hình 3.3.1 Ch ế độ xung trong DSP F28335


Page 17


Hình 3.3.2 Các kiểu sóng vớ i Dead-Time FED = DBFED × TTBCLK RED = DBRED × TTBCLK

b. Tạo xung PWM bằng Matkab/Simulink b.1. Mô hình bộ DC-DC 1 pha bán c ầ u dạ ng Synchronous Buck Converter

Hình 3.3.3 Mô hình b ộ dc-dc dạng Synchronous Buck Converter


Page 18

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Trong khối Xung

Hình 3.3.4 Mô ph ỏ ng xung kích bộ Synchronous Buck Converter Bên trong kh ố i Repeating Sequence Interpolated

Hình 3.3.5 Kh ố i tạo xung tam giác Khối này sẽ t ạo ra song tam giác với biên độ A=25, vớ i tần số f = 15kHz


Page 19

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Hệ số đóng D =



= 0.8



Vì DSP TMS320F28335 ch ỉ hiểu đượ c tín hiệu 32bit, nên trong kh ối Matlab ta phải chuyể n tín hiệu v ề 32bit. Sau đó tiế n hành các phép toán s ử d ụng khối IQmath cho các tín hi ệu. Khối IQNmpyl32: là kh ối nhân 2 s ố, 1 số là d ạng 32-bit fixed-point, s ố còn lạ i là dạ ng long integer , đầu ra là d ạng 32-bit fixed-point. Khối IQNmpy:là kh ối nhân 2 s ố, v ới đầu vào và ra đề u có dạ ng 32-bit fixed-point. Dạng sóng S1, S2

Hình 3.3.6 D ạ ng xung S1, S2


Page 20

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP b.1.1. Sử dụng khối ePWM để tạo xung kích cho b ộ Synchronous Buck Converter

Hình 3.3.7 Kh ối tạo xung s ử d ụng ePWM

Bên trong kh ối ePWM


Page 21


Vì ta đang chọ n chế độ xung ở up-down count mode, công th ức tính TPWM = 2 x T TBPRD x TTBCLK . Ta có TTBCLK = 150mHz, ta t ạo xung có f = 15kHz => T TBPRD = 5000. Chọn kiểu xung Active high complementary (AHC) Hệ số đóng D =









=

=

 

=

 

= 0.8

b.1.2. Chạy thử mô phỏng mạch Synchronous Buck Converter Thông số: Vin = 300V, L = 2e-3H, C = 100e-6F, Rload = 10 ôm, Lload = 3e-3


Page 22



Page 23


Hình 3.3.8 D ạ ng sóng VS1, VS2, Vload, Iload, Iday

b.2. Mô hình bộ DC-DC 1 pha bán c ầ u dạ ng Synchronous Boost Converter

Hình 3.3.9 Mô hình b ộ dc-dc dạng Synchronous Boost Converter Trong khối Xung

Hình 3.3.10 Mô ph ỏng xung kích b ộ Synchronous Boost Converter


Page 24

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Bên trong kh ố i Repeating Sequence Interpolated

Hình 3.3.11 Kh ố i tạo xung tam giác Khối này sẽ t ạo ra song tam giác với biên độ A=25, vớ i tần số f = 15kHz Hệ số đóng D =



= 0.8



Dạng sóng S1, S2


Page 25



b.2.1. Sử dụng khối ePWM để tạo xung kích cho b ộ Synchronous Boost Converter

Hình 3.2.7 Kh ối tạo xung s ử d ụng ePWM Bên trong kh ối ePWM


Page 26


Vì ta đang chọ n chế độ xung ở up-down count mode, công th ức tính TPWM = 2 x T TBPRD x TTBCLK . Ta có TTBCLK = 150mHz, ta t ạo xung có f = 15kHz => T TBPRD = 5000. Chọn kiểu xung Active high complementary (AHC) Hệ số đóng D =









=

=

 

=

 

= 0.8

b.2.2. Chạy thử mô phỏ ng mạch Synchronous Boost Converter Thông số: Vin = 300V, L = 2e-3H, C = 470e-6F, Rload = 10 ôm, Lload = 3e-3


Page 27



Page 28


Hình 3.3.13 D ạng sóng VS1, VS2, Vload, Iload, Iday


Page 29

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP b.3. Mô hình bộ đảo dòng

Hình 3.3.14 Mô hình b ộ đảo dòng Trong khối Xung

Hình 3.3.15 Mô ph ỏng xung kích b ộ đảo dòng


Page 30

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Bên trong kh ố i Repeating Sequence Interpolated

Hình 3.3.16 Kh ố i tạo xung tam giác Khối này sẽ t ạo ra song tam giác với biên độ A=25, vớ i tần số f = 15kHz Hệ số đóng D =



= 0.8



Dạng sóng S1, S2


Page 31



b.3.1. Sử dụng khối ePWM để tạo xung kích cho b ộ DC-DC

Hình 3.3.18 Kh ối tạo xung s ử dụng ePWM Bên trong kh ối ePWM


Page 32


Vì ta đang chọ n chế độ xung ở up-down count mode, công th ức tính TPWM = 2 x T TBPRD x TTBCLK . Ta có TTBCLK = 150mHz, ta t ạo xung có f = 15kHz => T TBPRD = 5000.

Để tránh hiện tượ ng trùng dẫn khi lái IGBT, ta s ử dụng thanh Deadband unit. Chọn kiểu xung Active high complementary (AHC)

RED = FED = 200 tương ứ ng vớ i 2.6667 us. Xung ePWMA (S1) và ePWMB (S2) đố i ngh ịch, ch ỉnh thông số như trong bả ng. Hệ số đóng D =









=

=

 

=

 

= 0.8

b.3.2. Chạy thử mô phỏ ng bộ đảo dòng Thông số: Vin = 300V, L = 2e-3H, C = 470e- 6F, Rload = 10 Ω , Lload = 3e-3H, Vdc = 100V


Page 33



Page 34


Hình 3.3.19 D ạng sóng VS1, VS2, Vload, Iload, Iday

b.4. Cấu hình cho Matlab Nhấn đúp chuột vào “Model Configuration Parameters’ Hộ p thoại xuất hiện. Trong thanh Solver, ch ỉnh thông s ố như trong bả ng

Hình 3.3.20 Configuration Parameters


Page 35


Hình 3.3.21

Thanh “Code Generation”

Hình 3.3.22


Thanh “Coder Target”

Page 36

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Tiến hành build mô ph ỏng, nhấn Ctrl+b để build. Sau khi quá trình build k ết thúc, sẽ xuất hiện file.out trong thư mục đị nh sẵn.

Code Composer Studiov5 – CCSv5 Sau khi mô ph ỏ ng khối xung và c ấu hình cho Matlab, ta ti ến hành nạ p code qua CCS

Khởi độ ng CCS


Page 37


Khở i tạo New Target Configuration


Page 38


K ết nối TMS320f28335 Experimenter kit vào máy tính

Khởi độ ng CCSv5, tiến hành kiểm tra k ết nối vớ i kit


Page 39


Launch Selected Configuration

Tiến hành nạ p code

File .out sau khi quá trình Build file ở trong Matlab k ết thúc


Page 40

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP Chạy và quan sát d ạng xung trên scope

Hình 3.3.23 D ạng xung kích bộ Buck Synchronous Converter

Hình 3.3.24 D ạ ng xung kích bộ Boost Synchronous Converter

Hình 3.3.25 D ạng xung kích bộ đảo dòng ePWMA-S1


ePWMB-S2

Page 41

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP IV. Phần cứ ng 1. IGBT SKM 75GB123D

Hình 4.1 IGBT SKM 75GB123D


Page 42

LUẬN VĂN TỐ T NGHIỆP 2. Mạch lái Hybrid Dual IGBT Driver : SKHI 22B


Page 43



Page 44

LVTT

Recommend Documents