第五章 通信界面及三相不斷電系統並聯
6.2 實體製作
硬體電路主要有數位信號處理器之介面電路、電壓回授電路 [15]、電流回授電路[15]、同步偵測電路、絕緣閘雙極性電晶體及其 驅動電路[15]，以及控制區域網路通訊匯流排轉接晶片電路。本章將 說明其電路設計。軟體部分則說明利用電壓空間向量脈波寬度調變之 電壓控制模式、電流控制模式功率轉換器之交、直軸電壓、電流閉迴 路控制流程、蓄電池控制流程及功率補償控制、以及控制區域網路做 二機並聯控制。
6.2.1 數位信號處理器之介面電路
二台數位信號處理器之介面規劃如圖 6-1 所示，本文採用之處理 器為 16 位元定點式運算之數位訊號處理晶片，內建二組事件管理者 最多可產生 12 組脈波寬調變(pwm)信號，並可設定其導通延遲時間，
非常適合應用於電力電子電路，且具有高達 40 MIPS 之運算速度，對 於許多複雜之控制流程，皆能作即時處理。另外，此信號處理器內含 16 組 10 位元之類比轉數位功能，每組類比轉數位轉換時間快，僅需
500 ns，可提供本系統之電壓、電流閉迴路回授控制用。 EVA PWM4
EVA
ADCIN 9 ADCIN8
( TMS320LF2407A)
CAN
6.2.2 電壓回授電路
本文採用之電壓偵測電路如圖 6-2 所示[15]，由於數位信號處理 器之類比/數位轉換器，其電壓工作範圍為 0~3.3 V，故電壓偵測電路 需將輸出電力電壓隔離轉換為數位信號處理器可接受之類比訊號，以 作為電壓回授偵測。首先將電力電壓經由 1
R 與 2 R 分壓，依據電力電
壓大小搭配不同比例之分壓電阻，再經過 ANALOG DEVICE 公司所 生產之 AD210 作電壓隔離，偵測電壓輸出後再以積體電路(OP-TL074) 所組成之反相加法器，獲得所需之電壓準位。此電路後級部分由積體 18 Icom+Viss
TL074 5
6 比/數位轉換器，作為電流回授偵測。首先利用霍爾效應(Hall effect) 元件(LA-100P)電流感測器將實際電流經過 2000：1 安培的比例轉換 為電流源信號，經電阻 1
R 轉換成電壓訊號，此電阻 1 R 亦影響數位信
號處理器內類比/數位轉換器之準確度，再透過以積體電路(OP-TL074) 組成之反相加法器及反相放大器作適度調整，並利用稽納二極體將電 壓信號限制在 0~3.3 V 內，最後送至數位信號處理器之類比/數位轉換 器，以作為電流回授偵測。- + M 1:2000 LEM
LA 100-P T1
-15V +15V
10K 由 220V(110V)降為 1V，再利用積體電路(OP-TL074)所組成之史密特 觸發電路，產生零點交越之方波信號，送至數位信號處理器之數位輸
220K 1/4W
3K 1/4W 220K 1/4W 220K 1/4W
220K 1/4W
102
1M 1/4W
10 1/4W
10K 1/4W
103
220K 1/4W
220K 1/4W
圖 6-4 市電側同步偵測電路圖
6.2.5 絕緣閘雙極性電晶體
本文採用之系統電力電路之功率電晶體內部架構如圖 6-5 所示 [15]，乃採用三菱(Mitsubishi)公司所生產編號 CM50MD-12H 之絕緣 閘雙極性電晶體，其中包含三臂之功率電晶體及各臂之閘極驅動電
470 1/2W R4
6.2.6 控制區域網路通訊介面
圖 6-7 為控制區域網路通訊匯流排轉接晶片電路，乃採用德州儀 器公司所生產編號 SN65HV230Q 之控制區域網路通訊收發器(can transceivers)，目的在於系統並聯時之通訊，資料傳輸透過 CANH 及 CANL 的差動訊號方式，判斷系統是否可佔用匯流排來傳輸資料，當 SN65HVD 230
C CAN Interface R