MICROCHIP PWM v4.2 Trifásico Baixo Voltage Controle do Motor

MICROCHIP PWM v4.2 Trifásico Baixo Voltage Controle do Motor

Introdução (Faça uma pergunta)

A modulação por largura de pulso trifásica (PWM) gera PWM alinhado ao centro baseado em portadora para acionar as chaves de um inversor trifásico. O módulo também introduz um tempo morto configurável para evitar curtos-circuitos mortos.
Um tempo de atraso pode ser introduzido para sincronizar múltiplas instanciações de bloco PWM trifásico para multieixos ou para cancelamento harmônico no caso de inversores multinível.

Resumo (Faça uma pergunta)

A tabela a seguir fornece um resumo das características do IP PWM trifásico.

Versão principal Este documento se aplica ao PWM trifásico v4.2.
Famílias de dispositivos suportados
  • SoC PolarFire®
  • Polar Fire
  • RTG4
  • IGLU® 2
  • SmartFusion® 2
Fluxo de ferramenta compatível Requer Libero® SoC v11.8 ou versões posteriores.
Licenciamento O código RTL criptografado completo é fornecido para o núcleo, permitindo que o núcleo seja instanciado com o SmartDesign. Simulação, Síntese e Layout podem ser realizados com o software Libero. O PWM trifásico é licenciado com RTL criptografado que deve ser adquirido separadamente. Para mais informações, veja PWM trifásico.
Características (Faça uma pergunta)

O PWM trifásico possui os seguintes recursos principais:

  • Gere sinais modulados por largura de pulso trifásicos com base em três referências independentes
  • Introduzir um tempo de atraso para ajustar a fase dos ciclos PWM entre dois blocos PWM trifásicos
  • Introduzir um tempo morto configurável para evitar curtos-circuitos na ponte do inversor
  • Habilite ou desabilite o sinal para desligar os sinais de saída PWM dentro de um ciclo de clock do sistema
  • Gere pulsos de temporização para outros blocos, configuráveis ​​como um ou dois pulsos por período
Implementação do IP Core no Libero Design Suite (Faça uma pergunta)

O núcleo IP deve ser instalado no Catálogo IP do software Libero® SoC. Isso é feito automaticamente através da função de atualização do Catálogo IP no software Libero SoC, ou o núcleo IP pode ser baixado manualmente do catálogo.
Uma vez que o núcleo IP é instalado no Catálogo IP do software Libero SoC, o núcleo pode ser configurado, gerado e instanciado na ferramenta SmartDesign para inclusão na lista de projetos Libero.

Utilização e desempenho do dispositivo (Faça uma pergunta) 

A tabela a seguir lista a utilização do dispositivo usado para PWM trifásico.

Tabela 1. Utilização de PWM trifásico

Detalhes do dispositivo Recursos Desempenho (MHz) RAMs Blocos matemáticos Chips Globais
Família Dispositivo LUTs DFF LSRAM µSRAM
SoC PolarFire® MPFS250T 433 44 200 0 0 0 0
Polar Fire MPF300T 433 44 200 0 0 0 0
SmartFusion® 2 M2S150 433 44 200 0 0 0 0

Símbolo Importante: 

  1. Os dados nesta tabela são capturados usando configurações típicas de síntese e layout. A fonte do relógio de referência CDR foi definida como Dedicated com outros valores do configurador inalterados.
  2. O clock é limitado a 200 MHz durante a execução da análise de tempo para atingir os números de desempenho.

Descrição funcional (Faça uma pergunta) 

Esta seção descreve os detalhes de implementação do PWM trifásico.
A figura a seguir mostra o diagrama de blocos em nível de sistema do PWM trifásico.

Figura 1-1. Diagrama de blocos em nível de sistema de PWM trifásico

Descrição funcional

Teoria da Operação (Faça uma pergunta)

O inversor trifásico é o núcleo de qualquer acionamento de motor CA. Pulsos PWM gerados pelo PWM trifásico acionam a ponte do inversor.
A figura a seguir mostra a ponte inversora.

Figura 1-2. Ponte Inversora Trifásica

Teoria da Operação

Um inversor trifásico de dois níveis consiste em três chaves eletrônicas de potência (transistores), duas em cada perna para cada fase do enrolamento do motor. Os interruptores em cada perna são acionados por pulsos complementares para mudar o volume de fase.tage entre DC vol positivo e negativotage. O volume DCtage passa pelas chaves do transistor para a carga quando pelo menos um dos pulsos trifásicos está ativo. O tempo morto é introduzido entre esses pulsos altos e baixos de uma fase ou canal para permitir que o transistor desligue completamente, de modo que a fonte CC não entre em curto durante a operação.

Gerando PWM alinhado ao centro (Faça uma pergunta)

No PWM alinhado ao centro, o contador PWM vai de uma contagem decrescente para uma contagem crescente, para uma contagem decrescente novamente e assim por diante. a figura a seguir representa a operação do PWM alinhado ao centro. O contador PWM continua funcionando enquanto o módulo não estiver no estado de reinicialização, mesmo quando o módulo PWM não estiver habilitado.

Figura 1-3. PWM alinhado ao centro

Gerando PWM alinhado ao centro

Tempo morto e tempo de atraso (Faça uma pergunta)

Um atraso de tempo é introduzido entre o desligamento de um dos transistores de uma perna de um inversor e a ativação do outro transistor para garantir que não ocorra um curto-circuito morto. Isso é chamado de tempo morto.
A figura a seguir mostra a inserção do tempo morto.

Figura 1-4. Inserção de tempo morto

Tempo morto e tempo de atraso

Quando vários blocos PWM estão presentes em um único sistema, alguns harmônicos podem ser eliminados pela mudança de fase da onda portadora PWM. Este atraso de tempo é referido como tempo de atraso. Este atraso é explicado pelo atraso na geração de ondas portadoras após a reinicialização.

A figura a seguir mostra como o tempo de atraso é introduzido.

Figura 1-5. Efeito do tempo de atraso 

Tempo morto e tempo de atraso

Parâmetros PWM trifásicos e sinais de interface (Faça uma pergunta)

Esta seção discute os parâmetros no configurador GUI PWM trifásico e sinais de E/S.

Sinais de Entradas e Saídas (Faça uma pergunta)

A tabela a seguir lista as portas de entrada e saída do PWM trifásico.

Tabela 2-1. Entradas e saídas de PWM trifásico

Nome do sinal Direção Descrição
redefinir_i Entrada Sinal de reset baixo ativo assíncrono
sys_clk_i Entrada Relógio do sistema
pt_pwm_i Entrada Assíncrono permite:
Quando definido como 0, as saídas PWM são direcionadas para 0. Quando definido como 1, as saídas PWM são geradas.
pt_dual_trig_i Entrada Quando definido como 1, o PWM produz dois pulsos de disparo distribuídos uniformemente por ciclo na saída midmatch_o.
Quando definido como 0, o PWM produz um pulso de disparo por ciclo na saída midmatch_o.
va_i Entrada Ciclo de trabalho da Fase A em relação a pwm_period
vb_i Entrada Ciclo de trabalho da fase B em relação a pwm_period
vc_i Entrada Ciclo de trabalho da fase C em relação a pwm_period
pwm_period_i Entrada Período de tempo do PWM em número de horas do relógio do sistema
tempo_morto_i Entrada Tempo morto
atraso_tempo_i Entrada Tempo de atraso
meio da partida_o Saída A interrupção intermediária do período produz dois pulsos por ciclo PWM quando a entrada en_dual_trig_i é 1 e produz um pulso por ciclo PWM quando a entrada en_dual_trig_i é 0.
PWM_AH_O Saída Canal A PWM para interruptor lateral alto
PWM_AL_O Saída Canal A PWM para interruptor lateral baixo
PWM_BH_O Saída Canal B PWM para interruptor lateral alto
PWM_BL_O Saída Canal B PWM para interruptor lateral baixo
PWM_CH_O Saída Canal C PWM para interruptor lateral alto
PWM_CL_O Saída Canal C PWM para interruptor lateral baixo

Diagramas de tempo (Faça uma pergunta)

Esta seção discute o diagrama de temporização PWM trifásico.

A figura a seguir mostra o diagrama de temporização do PWM trifásico.

Figura 3-1. Diagrama de temporização PWM trifásico

Diagramas de tempo

Bancada (Faça uma pergunta)

Um testbench unificado é usado para verificar e testar o PWM trifásico, chamado de testbench do usuário. Testbench é fornecido para
verifique a funcionalidade do IP PWM Trifásico.

Simulação (Faça uma pergunta)

As etapas a seguir descrevem como simular o núcleo usando o testbench:

  1. Abra o Libero SoC, clique Catálogo guia e clique em Soluções-MotorControl.
  2. Clique duas vezes PWM trifásico e então clique OK. A documentação associada ao IP está listada em Documentação.
    Símbolo Importante: Se você não vê o Catálogo aba, clique View, abrir Windows menu e clique em Catálogo para torná-lo visível.
    Figura 4-1. Núcleo IP PWM trifásico no catálogo Libero SoC
    Simulação
  3. No Hierarquia de estímulos guia, clique no testbench ( three_phase_pwm_tb.v ), aponte para Simular projeto PreSynth, e então clique Abra interativamente.

Símbolo Importante: Se você não vê o Hierarquia de estímulochy aba, clique View, abrir Windows menu e clique em Hierarquia de estímulos para torná-lo visível.

Figura 4-2. Simulando o projeto de pré-síntese 

Simulação

ModelSim abre com o testbench file, como mostra a figura a seguir.

Figura 4-3. Janela de Simulação ModelSim

Simulação

Importante: Se a simulação for interrompida devido ao limite de tempo de execução especificado no .do file, use o comando run -all para concluir a simulação.

Histórico de revisão (Faça uma pergunta)

O histórico de revisão descreve as alterações que foram implementadas no documento. As alterações são listadas por revisão, começando com a publicação mais atual.

Tabela 5-1. Histórico de Revisão

Revisão Data Descrição
A 03/2023 A seguir está a lista de alterações na revisão A do documento:
  • Migrei o documento para o modelo Microchip.
  • Atualizado o número do documento para DS00004917A de 50200362.
  • Adicionado 3. Diagramas de tempo.
  • Adicionado 4. Bancada.
6.0 A seguir está um resumo das mudanças na revisão 6.0 deste documento.
  • As seções Principais recursos e Famílias com suporte foram adicionadas ao Overview capítulo.
  • A seção Ponte Inversora para Motores AC foi renomeada como Teoria de Operação no Overview capítulo.
5.0 A seguir está um resumo das mudanças na revisão 5.0 deste documento.
  • Um novo pino é adicionado no diagrama de blocos do PWM trifásico.
  • Adicionada a entrada en_dual_trig_i nas portas de entrada e saída da tabela PWM trifásica.
  • Excluída a seção Parâmetros de Configuração do capítulo Implementação de Hardware.
  • Relatório de utilização de recursos atualizado dos valores de PWM trifásico na tabela.
4.0 Atualizado e mesclado o guia do usuário
3.0 A seguir está um resumo das mudanças na revisão 3.0 deste documento.
  • Atualizada a tabela de Entradas e Saídas do PWM Trifásico.
2.0 A seguir está um resumo das mudanças na revisão 2.0 deste documento.
  • Atualizado o título do guia do usuário.
  • Atualizada a tabela de Entradas e Saídas do PWM Trifásico.
1.0 A revisão 1.0 foi a primeira publicação deste documento.

Suporte a microchips FPGA (Faça uma pergunta)

O grupo de produtos Microchip FPGA apoia seus produtos com vários serviços de suporte, incluindo Atendimento ao Cliente, Centro de Suporte Técnico ao Cliente, weblocal e escritórios de vendas em todo o mundo. Os clientes são sugeridos para visitar
Recursos on-line da Microchip antes de entrar em contato com o suporte, pois é muito provável que suas dúvidas já tenham sido respondidas.

Entre em contato com o Centro de Suporte Técnico através do website em www.microchip.com/support. Mencione o número de peça do dispositivo FPGA, selecione a categoria de caso apropriada e carregue o design files ao criar um caso de suporte técnico.

Entre em contato com o Atendimento ao cliente para obter suporte não técnico ao produto, como preços de produtos, atualizações de produtos, informações de atualização, status do pedido e autorização.

  • Da América do Norte, ligue 800.262.1060
  • Do resto do mundo, ligue 650.318.4460
  • Fax, de qualquer lugar do mundo, 650.318.8044

Informação do Microchip (Faça uma pergunta)

O Microchip Website (Faça uma pergunta)

A Microchip fornece suporte online através do nosso website em www.microchip.com/. Esse website é usado para fazer files e informações facilmente disponíveis para os clientes. Alguns dos conteúdos disponíveis incluem:

  • Suporte ao produto – Folhas de dados e errata, notas de aplicação e sampprogramas, recursos de design, guias do usuário e documentos de suporte de hardware, lançamentos de software mais recentes e software arquivado
  • Suporte Técnico Geral – Perguntas frequentes (FAQs), solicitações de suporte técnico, grupos de discussão on-line, lista de membros do programa de parceiros de design de microchip
  • Negócios de Microchip – Seletor de produtos e guias de pedidos, comunicados de imprensa mais recentes da Microchip, lista de seminários e eventos, listas de escritórios de vendas, distribuidores e representantes de fábrica da Microchip

Serviço de notificação de alteração de produto (Faça uma pergunta)

O serviço de notificação de alteração de produto da Microchip ajuda a manter os clientes atualizados sobre os produtos da Microchip. Os assinantes receberão notificação por e-mail sempre que houver alterações, atualizações, revisões ou erratas relacionadas a uma família de produtos específica ou ferramenta de desenvolvimento de interesse.

Para se registrar, acesse www.microchip.com/pcn e siga as instruções de registro.

Suporte ao cliente (Faça uma pergunta)

Os usuários de produtos Microchip podem receber assistência por meio de vários canais:

  • Distribuidor ou Representante
  • Escritório de vendas local
  • Engenheiro de Soluções Incorporadas (ESE)
  • Suporte Técnico

Os clientes devem entrar em contato com seu distribuidor, representante ou ESE para obter suporte. Escritórios de vendas locais também estão disponíveis para ajudar os clientes. Uma lista de escritórios de vendas e locais está incluída neste documento.

O suporte técnico está disponível através do website em: www.microchip.com/support

Recurso de proteção de código de dispositivos de microchip (Faça uma pergunta)

Observe os seguintes detalhes do recurso de proteção de código em produtos Microchip:

  • Os produtos Microchip atendem às especificações contidas em sua Ficha de Dados Microchip específica.
  • A Microchip acredita que sua família de produtos é segura quando usada da maneira pretendida, dentro das especificações operacionais e sob condições normais.
  • A Microchip valoriza e protege agressivamente seus direitos de propriedade intelectual. Tentativas de violar os recursos de proteção de código do produto Microchip são estritamente proibidas e podem violar a Lei de Direitos Autorais do Milênio Digital.
  • Nem a Microchip nem nenhum outro fabricante de semicondutores pode garantir a segurança de seu código. Proteção de código não significa que estamos garantindo que o produto seja "inquebrável". A proteção de código está em constante evolução. A Microchip está comprometida em melhorar continuamente os recursos de proteção de código de nossos produtos.

Aviso Legal (Faça uma pergunta)

Esta publicação e as informações aqui contidas podem ser usadas apenas com produtos Microchip, inclusive para projetar, testar e integrar produtos Microchip com seu aplicativo. O uso dessas informações de qualquer outra forma viola estes termos. As informações sobre os aplicativos do dispositivo são fornecidas apenas para sua conveniência e podem ser substituídas por atualizações. É sua responsabilidade garantir que seu aplicativo atenda às suas especificações. Entre em contato com o escritório de vendas local da Microchip para obter suporte adicional ou obtenha suporte adicional em www.microchip.com/enus/support/design-help/client-support-services.

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TrueTime e ZL são marcas registradas da Microchip Technology Incorporated nos EUA Adjacent Key Suppression, AKS, Analog-for-the-Digital Age, Any Capacitor, AnyIn, AnyOut, Augmented Switching, BlueSky, BodyCom, Clockstudio, CodeGuard, CryptoAuthentication, CryptoAutomotive , CryptoCompanion, CryptoController, dsPICDEM, dsPICDEM.net, Dynamic Average Matching, DAM, ECAN, Espresso T1S, EtherGREEN, GridTime, IdealBridge, Programação serial em circuito, ICSP, INICnet, Paralelismo inteligente, IntelliMOS, Conectividade entre chips, JitterBlocker, Botão no display, KoD, maxCrypto, maxView, memBrain, Mindi, MiWi, MPASM, MPF, logotipo certificado MPLAB, MPLIB, MPLINK, MultiTRAK, NetDetach, geração de código onisciente, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, PowerSmart, PureSilicon, QMatrix, REAL ICE, Ripple Blocker, RTAX , RTG4, SAMICE, E/S Serial Quad, simpleMAP, SimpliPHY, SmartBuffer, SmartHLS, SMART-IS, storClad, SQI, SuperSwitcher, SuperSwitcher II, Switchtec, SynchroPHY, Total Endurance, Trusted Time, TSHARC, USBCheck, VariSense, VectorBlox, VeriPHY, ViewSpan, WiperLock, XpressConnect e ZENA são marcas comerciais da Microchip Technology Incorporated nos EUA e em outros países.

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MICROCHIP PWM v4.2 Trifásico Baixo Voltage Controle do Motor

Documentos / Recursos

MICROCHIP PWM v4.2 Trifásico Baixo Voltage Controle do Motor [pdf] Guia do Usuário
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Referências

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