JAJU938 June   2024  – December 2024 MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 用語
    2. 1.2 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 MSPM0G1507
      3. 2.3.3 DRV7308
      4. 2.3.4 UCC28911
      5. 2.3.5 TLV9062
      6. 2.3.6 TLV74033
      7. 2.3.7 ISO6721B
      8. 2.3.8 TMP6131
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 ハードウェア設計
        1. 2.4.1.1 モジュール形式の設計
        2. 2.4.1.2 補助フライバック電源
        3. 2.4.1.3 DC リンク電圧検出
        4. 2.4.1.4 突入電流保護
        5. 2.4.1.5 モーター相電圧のセンシング
        6. 2.4.1.6 モーター相電流のセンシング
        7. 2.4.1.7 DRV7308 の過電流保護
        8. 2.4.1.8 TMS320F2800F137 の内部過電流保護
      2. 2.4.2 3 相 PMSM 駆動
        1. 2.4.2.1 PM 同期モーターのフィールド オリエンテッド コントロール
          1. 2.4.2.1.1 空間ベクトルの定義と投影
            1. 2.4.2.1.1.1 (a, b) → (α, β) クラーク変換
            2. 2.4.2.1.1.2 (α, β) → (d, q) パーク変換
          2. 2.4.2.1.2 AC モーターの FOC 基本方式
          3. 2.4.2.1.3 回転子フラックスの位置
        2. 2.4.2.2 PM 同期モーターのセンサレス制御
          1. 2.4.2.2.1 位相ロック ループを備えた拡張スライディング モード オブザーバ
            1. 2.4.2.2.1.1 IPMSM の数学モデルと FOC 構造
            2. 2.4.2.2.1.2 IPMSM 向け ESMO の設計
            3. 2.4.2.2.1.3 PLL による回転子位置および速度の推定
        3. 2.4.2.3 弱め界磁 (FW) および最大トルク / 電流 (MTPA) 制御
        4. 2.4.2.4 モーター駆動のハードウェア要件
          1. 2.4.2.4.1 モーター電流帰還
            1. 2.4.2.4.1.1 3 つのシャント電流センシング
            2. 2.4.2.4.1.2 1 つのシャント電流センシング
          2. 2.4.2.4.2 モーター電圧帰還
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェアの概要
      1. 3.1.1 ハードウェア ボードの概要
      2. 3.1.2 テスト条件
      3. 3.1.3 ボードの検証に必要なテスト機器
    2. 3.2 GUI の概要
      1. 3.2.1 テスト構成
      2. 3.2.2 GUI ソフトウェアの概要
      3. 3.2.3 シリアル ポートの設定
      4. 3.2.4 モーターの識別
      5. 3.2.5 モーターの回転
      6. 3.2.6 モーターのフォルト ステータス
      7. 3.2.7 制御パラメータの調整
      8. 3.2.8 仮想オシロスコープ
    3. 3.3 C2000 ファームウェアの概要
      1. 3.3.1 ボード テストに必要なソフトウェアのダウンロードとインストール
      2. 3.3.2 CCS でのプロジェクトの開始
      3. 3.3.3 プロジェクト構造
      4. 3.3.4 テスト方法
        1. 3.3.4.1 ビルド レベル 1：CPU とボードの構成
          1. 3.3.4.1.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.1.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.1.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.1.4 コードの実行
        2. 3.3.4.2 ビルド レベル 2：ADC 帰還を使用した開ループ チェック
          1. 3.3.4.2.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.2.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.2.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.2.4 コードの実行
        3. 3.3.4.3 ビルド レベル 3：閉電流ループ チェック
          1. 3.3.4.3.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.3.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.3.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.3.4 コードの実行
        4. 3.3.4.4 ビルド レベル 4：完全なモーター駆動制御
          1. 3.3.4.4.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.4.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.4.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.4.4 コードの実行
          5. 3.3.4.4.5 モーター駆動 FOC パラメータの調整
          6. 3.3.4.4.6 弱め界磁および MTPA 制御パラメータの調整
          7. 3.3.4.4.7 電流センシング回路の調整
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1  高速でクリーンな立ち上がりエッジ / 立ち下がりエッジ
      2. 3.4.2  突入電流保護
      3. 3.4.3  300VDC での熱性能
      4. 3.4.4  220VAC での熱性能
      5. 3.4.5  内部 CMPSS による過電流保護
      6. 3.4.6  外部バイアス電源を使用した場合の 300VDC での IPM 効率
      7. 3.4.7  オンボード バイアス電源を使用した場合の 300VDC でのボード効率
      8. 3.4.8  外部バイアス電源を使用した場合の 220VAC でのボード効率
      9. 3.4.9  オンボード バイアス電源を使用した場合の 220VAC でのボード効率
      10. 3.4.10 モーター相電流の iTHD テスト
      11. 3.4.11 スタンバイ電力テスト
    5. 3.5 新しいハードウェア ボードへのファームウェアの移行
      1. 3.5.1 PWM、CMPSS、ADC モジュールの構成
      2. 3.5.2 ハードウェア ボード パラメータの設定
      3. 3.5.3 フォルト保護パラメータの構成
      4. 3.5.4 モーターの電気的パラメータの設定
    6. 3.6 MSPM0 ファームウェアの概要
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 部品表 (BOM)
      3. 4.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      4. 4.1.4 Altium プロジェクト
      5. 4.1.5 ガーバー ファイル
    2. 4.2 ソフトウェア ファイル
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について
2.4.2.4.1.2 1 つのシャント電流センシング

1 つのシャント電流センシング技術により、DC リンク バス電流を測定し、電力 FET のスイッチング状態を把握した上でモーターの 3 相電流を再構築します。1 つのシャント電流センシング技術の詳細については、『単一 DC リンク シャント付き PMSM のセンサレス FOC』アプリケーション ノートを参照してください。

このリファレンス ボード上では、図 2-32 に示すように、2 つのシャントを取り外し、パワー モジュールの U、V、W の接地接続を短絡することにより、1 つのシャント電流センシング技術を実装します。

  1. マザーボードから電流シャント抵抗 R97 と R104 を取り外し、DC リンク電流をセンシングするシャント抵抗 R83 のみを残します。
  2. TMS320F2800137 ドーターボードで、U9 および関連部品を取り外し、C61 も取り外して、1 つのシャント サンプリング用の DRV7308 の内部アンプの帯域幅を拡大します。
  3. MSPM0G1507 ドーターボードで、MSPM0G1507 の内部 OPA に関連する部品を取り外し、1 つのシャント サンプリングの帯域幅を拡大します。
  4. NU、NV、NW の各ピンを太いワイヤで接続します。
TIDA-010273 TMS320F2800137 における 1 つのシャント電流センシング回路TIDA-010273 TMS320F2800137 における 1 つのシャント電流センシング回路図 2-32 TMS320F2800137 における 1 つのシャント電流センシング回路

デフォルトでは、ボードには 3 つのシャント抵抗があります。図 2-33 にシャント抵抗のレイアウトを示します。1 つのシャント抵抗で動作させるには、R83 を残したまま R97 と R104 を取り外し、IW_P、IV_P、IU_P (R83、R97、R104 のピン 2) を一緒に半田付けします。これで、3 相電流はすべて R83 だけに流れます。

TIDA-010273 シャント抵抗のレイアウト図 2-33 シャント抵抗のレイアウト

DC リンク電流は単方向信号であるため、図 2-34 に示すように、DC リンク電流の ADC サンプリング範囲を改善するために、DC リンク電流オフセットは最小値または最大値に設定することができます。両方のドーターボードで、リファレンス電圧の抵抗 R79 を 20kΩ から 2.2kΩ/1% に変更し、DC 電流センシング用にオフセットを 0.327V に調整します。

TIDA-010273 TMS320F2800137 および MSPM0 ドーターボードの 1 つのシャント用 DC オフセット リファレンス図 2-34 TMS320F2800137 および MSPM0 ドーターボードの 1 つのシャント用 DC オフセット リファレンス

この電流サンプリング回路の伝達関数と、1 つのシャントの場合の計算は、3 つのシャントの場合と同じです。