6ES7314-5AE03-0AB0控制系統(tǒng)設(shè)計
在6ES7314-5AE03-0AB0的基本系統(tǒng)中,選用美國 Xicor公司的SPI串行EEPROM:X25650來存儲TML運動指令。該EEPROM的存儲容量為8K×8bit,zui大時鐘頻率可達(dá)5MHz。由于在MotionChip正常運行時指令訪問時間21ns,所以為了使程序高速有效的運行,增加了2片32可×8bit的靜態(tài)RAM:ASC256-12JC,該SRAM的存取時間為12ns,所以MotionChip對該芯片的存取時間為12ns,所以MotionChip對該芯片的存取數(shù)據(jù)時不需要插入等待狀態(tài)。并且該 SRAM具有較低的活躍功耗,在待機(jī)狀態(tài)時可自動進(jìn)入更加低功耗的節(jié)能狀態(tài)。6ES7314-5AE03-0AB0芯片本身提供了電機(jī)控制的接口,包括6路PWM信號,在使用中可以配置作為三相電機(jī)逆變橋的驅(qū)動信號。當(dāng)保護(hù)中斷PDPINT有效或電機(jī)使能信號ENABLE無效時,6路PWM信號立即進(jìn)入高阻狀態(tài),使逆變橋全部截至,電機(jī)停轉(zhuǎn)。另外,MotionChip為每個PWM輸出對提供了可編程死區(qū)時間設(shè)置(0—102μs),所以不需要外部的死區(qū)邏輯電路。碼盤反饋信號接口有ENCA,ENCB,ENCZ,其中ENCA和ENCB是相位差90°的脈沖信號,ENCZ是碼盤清零信號。MotionChip可以對ENCZ和ENCB信號進(jìn)行四倍頻和辨向,然后送入增量計數(shù)器計數(shù)產(chǎn)生電機(jī)的位置信號,碼盤清零信號ENCZ可對計數(shù)誤差進(jìn)行修正。電機(jī)霍爾反饋信號 HALL1,HALL2,HALL3,是為直流無刷電機(jī)/永磁同步電機(jī)進(jìn)行定位磁極設(shè)計的。其它重要引腳如DIR、PULSE直接作為電機(jī)脈沖指令的輸入接口。LSP,LSN可用來擴(kuò)展作為運動系統(tǒng)左、右限位事件的捕捉輸入。MotionChip有2個10位的A/D轉(zhuǎn)換器,每個都內(nèi)建了采樣保持電路,zui快采樣速率可達(dá)10kHz。模擬信號的輸入范圍通過6ES7314-5AE03-0AB0參考電平輸入管腳VREFLO和VREFHI確定。MotionChip可以工作在獨立運行和檢測引腳AUTORUN進(jìn)行方式選擇的,該引腳接高電平,MotionChip工作在從屬方式,接低電平工作在獨立運行方式。在獨立方式的工作條件下,MotionChip上電后,選檢測到AUTORUN的低電平,進(jìn)入獨立運行方式;然后自動從SPI串行EEPROM中的開始執(zhí)行TML程序。
6ES7314-5AE03-0AB0驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計
6ES7314-5AE03-0AB0電機(jī)的驅(qū)動主要包括2個環(huán)節(jié):電機(jī)PWM驅(qū)動電路和電流檢測。
6ES7314-5AE03-0AB0電機(jī)的PWM驅(qū)動電路如圖2所示。本電路中,無刷直流電機(jī)采用全橋驅(qū)動,這樣可以使用電機(jī)工作于四象限(正向驅(qū)動、制動及反向驅(qū)動、制動)。驅(qū)動一個無刷直流電機(jī)需要6路PWM信號,而MotionChip的每個事件管理模塊(EV)中3個帶可編程死區(qū)控制的比較單元可以產(chǎn)生獨立的3對共6路PWM信號。所以在電路中,直接選用事件管理模塊B(EVB)中的比較單元來產(chǎn)生6路所需要的PWM信號,其輸出引腳為PWM7~PWM12,其中 PWM7~PWM9輸出設(shè)為驅(qū)動MOSFET功率管橋路的上半橋,PWM10~PWM12輸出驅(qū)動下半橋。DSP輸出的這兩種3路PWM信號經(jīng)過IR2102前置放大后分別驅(qū)動MOSFET功率管橋路的上半橋(Q1,Q3,Q5)和下半橋(Q2,Q4,Q6)進(jìn)行電機(jī)的驅(qū)動。
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