MICROCHIP PWM v4.2 triphasé faible Voltage Commande du moteur

MICROCHIP PWM v4.2 triphasé faible Voltage Commande du moteur

Introduction (Poser une question)

La modulation de largeur d'impulsion (PWM) triphasée génère une PWM basée sur la porteuse et alignée au centre pour déclencher les commutateurs d'un onduleur triphasé. Le module introduit également un temps mort configurable pour éviter les courts-circuits morts.
Un temps de retard peut être introduit pour synchroniser plusieurs instanciations de blocs PWM triphasés pour plusieurs axes ou pour l'annulation des harmoniques dans le cas d'onduleurs multi-niveaux.

Résumé (Poser une question)

Le tableau suivant fournit un résumé des caractéristiques IP PWM triphasées.

Version de base Ce document s'applique au PWM triphasé v4.2.
Familles d'appareils pris en charge
  • SoC PolarFire®
  • Feu polaire
  • RTG4
  • IGLOO®2
  • Smart Fusion® 2
Flux d'outils pris en charge Nécessite Libero® SoC v11.8 ou versions ultérieures.
Licences Un code RTL crypté complet est fourni pour le noyau, permettant au noyau d'être instancié avec SmartDesign. La simulation, la synthèse et la mise en page peuvent être réalisées avec le logiciel Libero. Le PWM triphasé est sous licence avec RTL crypté qui doit être acheté séparément. Pour plus d'informations, voir PWM triphasé.
Caractéristiques (Poser une question)

Le PWM triphasé présente les caractéristiques clés suivantes :

  • Générez des signaux triphasés modulés en largeur d'impulsion basés sur trois références indépendantes
  • Introduire un temps de retard pour ajuster la phase des cycles PWM entre deux blocs PWM triphasés
  • Introduire un temps mort configurable pour éviter les courts-circuits morts dans le pont onduleur
  • Activer ou désactiver le signal pour arrêter les signaux de sortie PWM dans un cycle d'horloge système
  • Générer des impulsions de synchronisation pour d'autres blocs, configurables comme une ou deux impulsions par période
Implémentation d'IP Core dans Libero Design Suite (Poser une question)

Le noyau IP doit être installé dans le catalogue IP du logiciel Libero® SoC. Cela se fait automatiquement via la fonction de mise à jour du catalogue IP dans le logiciel Libero SoC, ou le noyau IP peut être téléchargé manuellement à partir du catalogue.
Une fois le cœur IP installé dans le catalogue IP du logiciel Libero SoC, le cœur peut être configuré, généré et instancié dans l'outil SmartDesign pour être inclus dans la liste des projets Libero.

Utilisation et performances des appareils (Poser une question) 

Le tableau suivant répertorie l'utilisation de l'appareil utilisé pour le PWM triphasé.

Tableau 1. Utilisation du PWM triphasé

Détails de l'appareil Ressources Performances (MHz) RAM Blocs mathématiques puces globales
Famille Appareil LUT DFF LSRAM µSRAM
SoC PolarFire® MPFS250T 433 44 200 0 0 0 0
Feu polaire MPF300T 433 44 200 0 0 0 0
Smart Fusion® 2 M2S150 433 44 200 0 0 0 0

Symbole Important: 

  1. Les données de ce tableau sont capturées à l'aide de paramètres de synthèse et de mise en page typiques. La source d'horloge de référence CDR a été définie sur Dédié avec les autres valeurs du configurateur inchangées.
  2. L'horloge est limitée à 200 MHz lors de l'exécution de l'analyse temporelle pour atteindre les performances.

Description fonctionnelle (Poser une question) 

Cette section décrit les détails de mise en œuvre du PWM triphasé.
La figure suivante montre le schéma fonctionnel au niveau du système du PWM triphasé.

Figure 1-1. Schéma fonctionnel au niveau du système du PWM triphasé

Description fonctionnelle

Théorie de fonctionnement (Poser une question)

L'onduleur triphasé est le cœur de tout variateur de vitesse à courant alternatif. Les impulsions PWM générées par le PWM triphasé entraînent le pont onduleur.
La figure suivante montre le pont inverseur.

Figure 1-2. Pont onduleur triphasé

Théorie de fonctionnement

Un onduleur triphasé à deux niveaux se compose de trois commutateurs électroniques de puissance (transistors), deux dans chaque branche pour chaque phase de l'enroulement du moteur. Les commutateurs de chaque jambe sont pilotés par des impulsions complémentaires pour commuter le vol de phase.tage entre vol DC positif et négatiftage. Le volume DCtage traverse le transistor et commute vers la charge lorsqu'au moins une des impulsions triphasées est active. Un temps mort est introduit entre ces impulsions hautes et basses d'une phase ou d'un canal pour permettre au transistor de s'éteindre complètement, afin que la source CC ne soit pas court-circuitée pendant le fonctionnement.

PWM aligné sur le centre de production (Poser une question)

Dans un PWM aligné au centre, le compteur PWM passe d'un décompte à un décompte, puis à nouveau au décompte, et ainsi de suite. la figure suivante représente le fonctionnement du PWM aligné au centre. Le compteur PWM continue de fonctionner tant que le module n'est pas en état de réinitialisation, même lorsque le module PWM n'est pas activé.

Figure 1-3. PWM aligné au centre

PWM aligné sur le centre de production

Temps mort et temps de retard (Poser une question)

Un délai est introduit entre la désactivation de l'un des transistors d'une branche d'un onduleur et la mise sous tension de l'autre transistor pour garantir qu'un court-circuit mort ne se produise pas. C'est ce qu'on appelle le temps mort.
La figure suivante montre l'insertion du temps mort.

Figure 1-4. Insertion des temps morts

Temps mort et temps de retard

Lorsque plusieurs blocs PWM sont présents dans un seul système, certaines harmoniques peuvent être éliminées en déphaseant l'onde porteuse PWM. Cette temporisation est appelée temps de retard. Ce délai est dû au délai de génération des ondes porteuses après la réinitialisation.

La figure suivante montre comment le temps de retard est introduit.

Figure 1-5. Effet du temps de retard 

Temps mort et temps de retard

Paramètres PWM triphasés et signaux d'interface (Poser une question)

Cette section traite des paramètres du configurateur GUI PWM triphasé et des signaux d'E/S.

Signaux d'entrées et de sorties (Poser une question)

Le tableau suivant répertorie les ports d'entrée et de sortie du PWM triphasé.

Tableau 2-1. Entrées et sorties de PWM triphasé

Nom du signal Direction Description
réinitialiser_i Saisir Signal de réinitialisation bas actif asynchrone
sys_clk_i Saisir Horloge système
fr_pwm_i Saisir L'asynchrone permet :
Lorsqu'elles sont définies sur 0, les sorties PWM sont pilotées à 0. Lorsqu'elles sont définies sur 1, les sorties PWM sont générées.
fr_dual_trig_i Saisir Lorsqu'il est défini sur 1, PWM produit deux impulsions de déclenchement réparties uniformément par cycle à la sortie midmatch_o.
Lorsqu'il est défini sur 0, PWM produit une impulsion de déclenchement par cycle à la sortie midmatch_o.
va_i Saisir Cycle de service de la phase A par rapport à pwm_period
vb_i Saisir Cycle de service de la phase B par rapport à pwm_period
vc_i Saisir Cycle de service de la phase C par rapport à pwm_period
pwm_période_i Saisir Période de temps de PWM en nombre d'heures d'horloge système
temps_mort_i Saisir Temps mort
delay_time_i Saisir Temps de retard
mi-match_o Sortir L'interruption de mi-match de période produit deux impulsions par cycle PWM lorsque l'entrée en_dual_trig_i est 1, et produit une impulsion par cycle PWM lorsque l'entrée en_dual_trig_i est 0.
PWM_AH_O Sortir Canal A PWM pour interrupteur côté haut
PWM_AL_O Sortir Canal A PWM pour interrupteur côté bas
PWM_BH_O Sortir Canal B PWM pour interrupteur côté haut
PWM_BL_O Sortir Canal B PWM pour interrupteur côté bas
PWM_CH_O Sortir Canal C PWM pour interrupteur côté haut
PWM_CL_O Sortir Canal C PWM pour interrupteur côté bas

Diagrammes de synchronisation (Poser une question)

Cette section traite du chronogramme PWM triphasé.

La figure suivante montre le chronogramme du PWM triphasé.

Figure 3-1. Diagramme de synchronisation PWM triphasé

Diagrammes de synchronisation

Banc d'essai (Poser une question)

Un banc de test unifié est utilisé pour vérifier et tester le PWM triphasé appelé banc de test utilisateur. Un banc de test est fourni pour
vérifier la fonctionnalité de l'IP PWM triphasé.

Simulation (Poser une question)

Les étapes suivantes décrivent comment simuler le cœur à l'aide du testbench :

  1. Ouvrez Libero SoC, cliquez sur Catalogue onglet, puis cliquez sur Solutions-MotorControl.
  2. Double-cliquez PWM triphasé et puis cliquez sur D'ACCORD. La documentation associée à l'IP est répertoriée sous Documentation.
    Symbole Important: Si vous ne voyez pas le Catalogue onglet, cliquez View, ouvrir Fenêtres puis cliquez sur Catalogue pour le rendre visible.
    Figure 4-1. Noyau IP PWM triphasé dans le catalogue Libero SoC
    Simulation
  3. Sur le Hiérarchie des stimulus , cliquez sur le banc de test ( three_phase_pwm_tb.v ), pointez sur Simuler la conception pré-synth, et puis cliquez sur Ouvrez de manière interactive.

Symbole Important: Si vous ne voyez pas le Hiérarchie de relanceChéri onglet, cliquez View, ouvrir Fenêtres menu, puis cliquez sur Hiérarchie des stimulus pour le rendre visible.

Illustration 4-2. Simulation de conception de pré-synthèse 

Simulation

ModelSim s'ouvre avec le testbench file, comme le montre la figure suivante.

Illustration 4-3. Fenêtre de simulation ModelSim

Simulation

Important: Si la simulation est interrompue en raison de la limite d'exécution spécifiée dans le .do file, utilisez la commande run -all pour terminer la simulation.

Historique des révisions (Poser une question)

L'historique des révisions décrit les modifications apportées au document. Les modifications sont répertoriées par révision, en commençant par la publication la plus récente.

Tableau 5-1. Historique des révisions

Révision Date Description
A 03/2023 Voici la liste des modifications apportées à la révision A du document :
  • Migration du document vers le modèle Microchip.
  • Mise à jour du numéro de document de 00004917 à DS50200362A.
  • Ajouté 3. Chronogrammes.
  • Ajouté 4. Banc d'essai.
6.0 Ce qui suit est un résumé des modifications apportées à la révision 6.0 de ce document.
  • Les sections Fonctionnalités clés et Familles prises en charge ont été ajoutées à la liste Overview chapitre.
  • La section Pont d'onduleur pour moteurs à courant alternatif a été renommée Théorie de fonctionnement dans l'Overview chapitre.
5.0 Ce qui suit est un résumé des modifications apportées à la révision 5.0 de ce document.
  • Une nouvelle broche est ajoutée dans le schéma fonctionnel du PWM triphasé.
  • Ajout de l'entrée en_dual_trig_i dans les ports d'entrée et de sortie de la table PWM triphasée.
  • Suppression de la section Paramètres de configuration du chapitre Implémentation matérielle.
  • Rapport d'utilisation des ressources mis à jour des valeurs PWM triphasées dans le tableau.
4.0 Mise à jour et fusion du guide de l'utilisateur
3.0 Ce qui suit est un résumé des modifications apportées à la révision 3.0 de ce document.
  • Mise à jour du tableau des entrées et sorties du tableau PWM triphasé.
2.0 Ce qui suit est un résumé des modifications apportées à la révision 2.0 de ce document.
  • Mise à jour du titre du guide de l'utilisateur.
  • Mise à jour du tableau des entrées et sorties du tableau PWM triphasé.
1.0 La révision 1.0 a été la première publication de ce document.

Prise en charge des micropuces FPGA (Poser une question)

Le groupe de produits Microchip FPGA soutient ses produits avec divers services de support, y compris le service client, le centre de support technique client, un website et des bureaux de vente dans le monde entier. Les clients sont invités à visiter
Consultez les ressources en ligne de Microchip avant de contacter l'assistance, car il est très probable que leurs questions aient déjà reçu une réponse.

Contactez le centre d'assistance technique via le website à www.microchip.com/support. Mentionnez le numéro de pièce de l'appareil FPGA, sélectionnez la catégorie de cas appropriée et téléchargez la conception files lors de la création d'un dossier de support technique.

Contactez le service client pour une assistance produit non technique, telle que la tarification des produits, les mises à niveau des produits, les informations de mise à jour, le statut de la commande et l'autorisation.

  • Depuis l'Amérique du Nord, appelez 800.262.1060
  • Depuis le reste du monde, appelez 650.318.4460
  • Fax, de n'importe où dans le monde, 650.318.8044

Informations sur la puce (Poser une question)

La micropuce Website (Poser une question)

Microchip fournit une assistance en ligne via notre website à www.microchip.com/. Ce weble site est utilisé pour faire files et informations facilement accessibles aux clients. Voici quelques-uns des contenus disponibles :

  • Assistance produit – Fiches techniques et errata, notes d'application et samples programmes, les ressources de conception, les guides d'utilisation et les documents de support matériel, les dernières versions de logiciels et les logiciels archivés
  • Assistance technique générale - Foire aux questions (FAQ), demandes d'assistance technique, groupes de discussion en ligne, liste des membres du programme de partenariat de conception Microchip
  • Activité de Microchip - Guides de sélection et de commande de produits, derniers communiqués de presse de Microchip, liste des séminaires et événements, listes des bureaux de vente, des distributeurs et des représentants d'usine de Microchip

Service de notification de changement de produit (Poser une question)

Le service de notification de changement de produit de Microchip aide les clients à rester informés sur les produits Microchip. Les abonnés recevront une notification par e-mail chaque fois qu'il y aura des changements, des mises à jour, des révisions ou des errata liés à une famille de produits ou à un outil de développement spécifique.

Pour vous inscrire, rendez-vous sur www.microchip.com/pcn et suivez les instructions d'inscription.

Assistance clientèle (Poser une question)

Les utilisateurs de produits Microchip peuvent recevoir de l'aide via plusieurs canaux :

  • Distributeur ou représentant
  • Bureau de vente local
  • Ingénieur Solutions Embarquées (ESE)
  • Assistance technique

Les clients doivent contacter leur distributeur, leur représentant ou ESE pour obtenir de l'aide. Des bureaux de vente locaux sont également disponibles pour aider les clients. Une liste des bureaux de vente et des emplacements est incluse dans ce document.

Le support technique est disponible via le website à: www.microchip.com/support

Fonction de protection du code des appareils Microchip (Poser une question)

Notez les détails suivants concernant la fonction de protection du code sur les produits Microchip :

  • Les produits Microchip répondent aux spécifications contenues dans leur fiche technique Microchip particulière.
  • Microchip estime que sa gamme de produits est sécurisée lorsqu'elle est utilisée de la manière prévue, dans le cadre des spécifications de fonctionnement et dans des conditions normales.
  • Microchip valorise et protège agressivement ses droits de propriété intellectuelle. Les tentatives de violation des fonctions de protection du code du produit Microchip sont strictement interdites et peuvent enfreindre le Digital Millennium Copyright Act.
  • Ni Microchip ni aucun autre fabricant de semi-conducteurs ne peut garantir la sécurité de son code. La protection du code ne signifie pas que nous garantissons que le produit est « incassable ». La protection du code évolue constamment. Microchip s'engage à améliorer en permanence les fonctionnalités de protection du code de ses produits.

Mentions légales (Poser une question)

Cette publication et les informations qu'elle contient ne peuvent être utilisées qu'avec les produits Microchip, y compris pour concevoir, tester et intégrer les produits Microchip à votre application. L'utilisation de ces informations de toute autre manière viole ces conditions. Les informations concernant les applications de l'appareil sont fournies uniquement pour votre commodité et peuvent être remplacées par des mises à jour. Il est de votre responsabilité de vous assurer que votre application répond à vos spécifications. Contactez votre bureau de vente Microchip local pour une assistance supplémentaire ou obtenez une assistance supplémentaire sur www.microchip.com/enus/support/design-help/client-support-services.

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Marques déposées (Poser une question)

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MICROCHIP PWM v4.2 triphasé faible Voltage Commande du moteur

Documents / Ressources

MICROCHIP PWM v4.2 triphasé faible Voltage Commande du moteur [pdf] Guide de l'utilisateur
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Références

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