电机控制实验平台的设计

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1、控制实验平台设计DESIGNOFTESTBENCH主电路MAINCIRCUIT15V和5V电源15VOR5VPOWERSUPPLY软启动SOFTSTART电压、电流采样模块LEMSAMPLINGCIRCUITFORVOLTAGEANDCURRENT电压、电流的采样SAMPLINGCIRCUITFORCURRENTANDVOLTAGE过流保护OVER-CURRENTPROTECTION设置过流信号大小SETOVER-CURRENTVALUE提升电源钳位电源参考电源POWERSUPPLY74LS逻辑电平3.3V和5V电平电压转换CON

2、VERSIONBETWEENLEVEL3.3VAND5V74HC逻辑电平74LS-74HC接口逻辑电平关系74LS和74HC接口电路INTERFACECIRCUITBETWEEN74LSAND74HC或者用74HCT代替74HC用74HC驱动74LS时，由于在电压电平上不成问题，因此决定扇出数的是74HC引入74LS的输入为低电平时流出的电流IOL的能力。74HC和74LS接口电路INTERFACECIRCUITBETWEEN74HCAND74LS一般74HC能驱动10路74LS，而74LS驱动74LS也只有10路,因此用74HC驱动7

3、4LS在实际中不成问题。3.3V到5V电平电压转换CONVERSIONFROMLEVEL3.3VTO5VDA转换DIGITALTOANALOGCONVERSION通讯COMMUNICATION编码器信号5V到3.3V转换CONVERSIONFROMLEVEL5VTO3.3VIPM驱动IPMDRIVERIPM故障保护IPMPROTECTIONIPM自带有控制电源欠压保护、过热保护、过流保护、短路保护等故障保护功能，但是其故障保护不是一致动作的，也就是说当某个管子保护之后其它管子并不会同时保护，而且输出的报警信号具有非保持性，即，仅仅依靠I

4、PM自身的保护功能来实现系统的保护可能会导致系统出现过流振荡现象，直至模块损坏。因此需加外围保护电路。IPM故障信号组合COMBINATIONOFIPMDEFAULTSIGNALS故障信号的处理DEALINGWITHDEFAULTSIGNAL系统停止运行STOPRUNNING外部中断设置在XINT1引脚信号的下降沿产生中断，但信号必须被拉低6个CLKOUT周期才能被CPU认可主电路稳压电容的选择SELECTIONOFBUSMANOSTATCAPACITOR相电压的有效值：相电压的峰值：三相输入电压的最小峰值：最大电压脉动值：（按经验算法

5、取最小峰电压的）三相输入直流电压为：交流电机额定情况下，需要的输入功率：为了保证直流电压最小值符合要求，则每个周期需提供的能量为：每个半周期稳压电容所提供的能量为：因此所需的稳压电容的容量为：电容所需的最大承受电压为312V，可知其需要的最大电1092uF,选用二阶巴特沃斯无限增益多路反馈电路BUTTERWORTHMFBFILTER即滤掉200Hz以上的频率PCB设计的一些规范RULESFORPCBDESIGN1、布局首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近

6、线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。其次，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。2、布线布线的原则如下：（1）输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。（2）印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.5mm、宽度为1mm时，可以走1A的电流。但是只要允许，还是应尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小于5～8mil。

7、（3）印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。PCB电路抗干扰措施ANTI-DISTURBANCEMEASUREFORPCB电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。地线的设计数字地与模拟地分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们

8、尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔