模塊化多電平變換器的功率電路及控制電路設(shè)計綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u20250模塊化多電平變換器的功率電路及控制電路設(shè)計綜述 1295781.1功率電路系統(tǒng)設(shè)計 150731)功率電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1278162)子模塊電容參數(shù)設(shè)計 2199133)橋臂電感參數(shù)設(shè)計 2239134)開關(guān)器件選型 3296181.2控制電路系統(tǒng)設(shè)計 317361)控制電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 370122)控制器選擇 4176353)PWM光纖傳輸電路 4244824)驅(qū)動電路 587375)采樣及調(diào)理電路 6228125)模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇 8216886)數(shù)模轉(zhuǎn)換器選擇 11277577)過流保護電路 131.1功率電路系統(tǒng)設(shè)計1)功率電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4-1是功率電路實物圖的接線圖，圖中KMx是接觸器，都為常開開關(guān)，其中KM2和KM3是兩開關(guān)聯(lián)動的常開開關(guān)，KM1、KM2和KM3用于控制MMC系統(tǒng)啟動預(yù)充電和正常工作之間的切換，KM4用于在系統(tǒng)停機時,對電路中所有電容放電;HVx是電壓傳感器，用于測量MMC各處的電壓，包括子模塊電容電壓和交流側(cè)輸出電壓;HCx是電流傳感器，用于測量MMC橋臂電流和交流側(cè)輸出電流[21]。MMC功率電路中的橋臂電感以及子模塊的開關(guān)管和電容參數(shù)對子模塊電容電壓波動大小、環(huán)流以及系統(tǒng)的運行安全有重要影響，因此需要對這些參數(shù)進行分析設(shè)計，設(shè)計方法如下。圖4-1單相MMC實驗平臺功率電路接線圖2)子模塊電容參數(shù)設(shè)計MMC子模塊電容大小會影響其電容電壓波動，如果子模塊電容過小，使其充放電過程過快，進而使其電壓波動范圍變大，會影響MMC輸出性能以及系統(tǒng)安全性;如果子模塊電容過大，則使其充放電過慢，會導(dǎo)致系統(tǒng)的動態(tài)性能會變差，同時電容容量越大，意味著電容體積越大，相對而言，成本也更高，此時當(dāng)MMC每個橋臂上的子模塊較多時，則子模塊電容會使MMC系統(tǒng)的整體體積和成本大大增加[22]。因此,選擇容量合適的子模塊電容尤為重要。綜合考慮以上因素，定量分析子模塊電容大小與調(diào)制度、每個橋臂上子模塊的數(shù)量、系統(tǒng)的功率大小以及子模塊電容電壓的波動系數(shù)等的數(shù)學(xué)關(guān)系，推導(dǎo)得到了MMC子模塊電容值的計算公式為:C≥式中,為該電控系統(tǒng)所采用設(shè)計中的單相橋臂mmc的額定進入輸出電流功率;n為一個在單相橋臂電路上的子容器模塊的總數(shù)量;其值為子容器模塊中一個電容器的參考值;。為子電路模塊的輸出電容量和電壓所提供允許的頻率波動。o為系統(tǒng)的偏心旋轉(zhuǎn)角度和頻率;為函數(shù)mmc的一個基本功率因子函數(shù);m為調(diào)制度。由該式可計算得到子模塊電容的最小值,進-步綜合上述因素確定子模塊電容的具體值[23]。MMC仿真模型直流母線電壓為200V,后續(xù)做實驗直流源最大也可達到200V。但是,設(shè)計MMC實驗平臺時，為了兼容后續(xù)實驗，將直流母線電壓提升至800V，即設(shè)計單相MMC的額定功率Pm=7.5kW;子模塊電容電壓的參考值Uc_ref=200V;設(shè)置其波動系數(shù)ε=5%,則波動量?uc=10V;系統(tǒng)角頻率∞=2πf=314rad/s;MMC的功率因數(shù)cos3)橋臂電感參數(shù)設(shè)計mmc每個橋臂上都有一個電感,該個諧波電感在mmc正常工作運行時,可以通過降低橋臂上電流的諧波含量,減小mmc的相間環(huán)流;在mmc系統(tǒng)中一旦發(fā)生短路故障時,橋臂的電感可以通過降低橋臂的電流增加和下降速度,從而降低短路故障的電流。分析得到,橋臂電感的計算公式為:L=U式中,為子電路模塊的最大電容量為電壓在模塊允許的電流波動頻率范圍內(nèi)的最高工作電壓;m為協(xié)議可調(diào)度;fk為整流開關(guān)的工作頻率;△iarm_max為流在該模塊橋臂上的最大電流及其紋波最大波幅值,計算公式中的表示定義為:?i式中，IN為交流側(cè)輸出電流額定值;UN為交流側(cè)輸出電壓額定值;LC>在本系統(tǒng)設(shè)計中，子模塊電容電壓允許波動范圍內(nèi)的最大電壓Uc_max=Uc_ref+?Uc=210V;設(shè)計橋臂電流紋波系數(shù)2=35%,設(shè)計uN4)開關(guān)器件選型開關(guān)管是所有電力電子裝置的核心部件,由于IGBT的優(yōu)良性能以及適用場合,本實驗平臺所有開關(guān)管選用IGBT。首先要確定一個開關(guān)管的耐壓等級,根據(jù)英飛凌公司自己編著的相關(guān)書籍《igbt模塊:技術(shù)、驅(qū)動和應(yīng)用》中所述的直流母線電壓與開關(guān)管耐壓等級之間對應(yīng)的關(guān)系我們就可以分析得出,在直流母線的電壓范圍為800v時,器件的額定電壓應(yīng)該是選擇1200v[25]。其次,需要首先確定一個開關(guān)管的電流額定值,選取的開關(guān)管電流額定值應(yīng)該遠遠大于輸出電路中的峰值輸出電流,而在交換器中使用的功率開關(guān)管在輸出時流過的峰值輸出電流的計算公式如式(4-4)所示。峰值電流=系統(tǒng)容量根據(jù)(4-4)計算電流峰值為：I因此，應(yīng)選擇額定電流值大于23.2A的IGBT。參考上述計算值，根據(jù)IGBT型號,選擇Semiconductor公司1200V/40A的單管IGBT，具體型號為FGL40N120AND。1.2控制電路系統(tǒng)設(shè)計本控制系統(tǒng)是采用了模塊化的設(shè)計,控制系統(tǒng)可以分為:主要控制器電路板、輔助控制器電路板、采樣調(diào)理電路板、PWM光纖傳輸電路板以及總線連接電路板,每個電路板有不同的功能以及電路系統(tǒng)[26]。主控制器的電路板主要目標就是以arm作為設(shè)計的核心,設(shè)計其中的最小控制系統(tǒng)以及與其他輔助控制器的電路板之間進行通訊的接口;輔助控制器的電路板主要特點就是以fpga作為設(shè)計的核心,設(shè)計其外圍電路,包括最小控制系統(tǒng)、外部可擴展的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter,adc)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(digital-to-analogconverter,dac)、串口通信、pwm信號通過rj45網(wǎng)線接口與其它輸出端口以及與其他電路板之間進行通信的接口或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?pwm光纖傳輸電路板主要負責(zé)把從輔助控制器電路板傳輸出來的pwm信號,經(jīng)過光纖傳輸發(fā)送端電路后再進行處理;采樣調(diào)理電路板的功能是將電壓電流傳感器對采樣得到的電壓電流信號作出一個調(diào)理值,使信號的大小和幅值能夠滿足ADC的模擬輸入要求,該電路板.上也設(shè)計有硬件過流保護電路,來保證MMC的安全可靠運行;總線連接板的作用是將所有控制電路板通過總線接口連接起來[27]。該控制電路系統(tǒng)可作為通用控制系統(tǒng)平臺,不僅能夠滿足對MMC的控制,也可作為其它電力電子裝置的控制系統(tǒng)。1)控制電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MMC有輸出電平數(shù)目多等諸多優(yōu)點,但是其控制系統(tǒng)相比傳統(tǒng)多電平變換器較為復(fù)雜,尤其是MMC拓撲的子模塊數(shù)量較多,意味著開關(guān)管的數(shù)目眾多,則控制器就需具備豐富的I/O資源以及強大的數(shù)據(jù)運算和處理能力。基于此,MMC的控制系統(tǒng)通常采用主、輔控制器相結(jié)合的方式設(shè)計,各自負責(zé)不同的工作,本系統(tǒng)采用ARM+FPGA的控制器架構(gòu)設(shè)計。當(dāng)控制器經(jīng)I/O端口產(chǎn)生PWM信號經(jīng)過驅(qū)動電路控制功率單元時,如果傳輸距離過遠則可能會對PWM信號產(chǎn)生干擾,進一步可能導(dǎo)致開關(guān)管誤導(dǎo)通,因此選用光纖傳輸來消除此影響。針對上述選用的IGBT型號設(shè)計了驅(qū)動電路,保證該開關(guān)管可靠導(dǎo)通。本系統(tǒng)對所有的交直流電壓和電流信號都是使用了電壓霍爾和輸出的電流霍爾來進行采樣,經(jīng)過一個調(diào)理電路,送入adc進行了數(shù)字化的處理。由于mmc需要采集的是電壓和輸出的電流信號,因此其中的頻率較多,采用外部擴展ADC的方式進行設(shè)計,來滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的需求[28]。同時,以防系統(tǒng)因電流過大,而導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障,甚至對整個MMC實驗平臺造成不可逆的損毀,在此控制系統(tǒng)中設(shè)計了相應(yīng)的硬件過流保護電路。下面將對不同部分的控制電路詳細說明其設(shè)計原理圖以及工作過程。2)控制器選擇arm軟件具有系統(tǒng)操作速度快、外部設(shè)備硬件資源豐富以及內(nèi)部操作系統(tǒng)軟件運行穩(wěn)定等三大特點,尤其以ST公司為代表的STM32系列處理器，程序編寫更為簡單，目前官方提供有編寫程序的庫函數(shù)以及外設(shè)配置軟件，可直接生成外設(shè)配置代碼，大大提高了軟硬件的開發(fā)周期。FPGA邏輯運算能力強，具有豐富的邏輯單元和I/O資源，可靈活配置I/O端口的功能和擴展各種外設(shè)[30]。因此，本文以ARM作為主控制器，F(xiàn)PGA作為輔助控制器的控制器架構(gòu)來設(shè)計MMC的控制系統(tǒng)。無論是從控制器的處理速度和處理能力，以及I/O的數(shù)量都能滿足系統(tǒng)要求。a)主控制器st公司自2007年推出第一款stm32控制器以來,先后生產(chǎn)和發(fā)展了stm32f0/f1/f2/f3/f4/f7/h7等相關(guān)系列產(chǎn)品。其中,stm32h7系列包括stm32h743/753等,它們都是st公司于2016年推出的新型處理器產(chǎn)品,它的特點和優(yōu)勢主要有:更為先進的處理器和內(nèi)核,基于armcortexm7內(nèi)核的處理器;更豐富的外設(shè),擁有高達1060kb的片內(nèi)sram,并且支持sdram,帶有tftlcd控制器,16位adc、12位dac以及dma數(shù)據(jù)傳輸?shù)?更高的工作性能,stm32h743芯片全部采用6級工作流水線,最高工作時間為主頻延遲可達400mhz,是此前工作性能最高的stm32f7系列的兩倍,是stm32f4系列控制器的4倍;而且stm32h7系列芯片本身都自帶雙精度硬件浮點單元,在我們要做數(shù)字信號處理的情況下,就會具備比較好的特性;同時該系列芯片擁有靈活存儲控制器(FlexibleMemoryController,FMC),該功能可使它與其它芯片之間的通信變得簡單高效。正因為stm32h743zit6芯片本身具有上述這些優(yōu)點,選其為主要的全局控制芯片,承擔(dān)著系統(tǒng)的各種全局控制算法,如環(huán)流控制、并網(wǎng)控制、電壓和輸出的雙閉環(huán)控制等,涉及到在全局控制技術(shù)中涉及到控制系統(tǒng)的各種設(shè)計和應(yīng)用,運算產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的調(diào)制波,同時承擔(dān)與輔助控制器進行通信等。b)輔助控制器FPGA擁有豐富的邏輯單元，使用者可以對它進行編程，根據(jù)自身需求實現(xiàn)不同的電路功能;FPGA在對數(shù)字信號進行處理時，可以并行運算處理，因此它具有效率更高、速度更快的優(yōu)點;同時，F(xiàn)PGA開發(fā)難度相對較小且開發(fā)周期更短，更適合應(yīng)用于數(shù)據(jù)量巨大且計算復(fù)雜的應(yīng)用場合。本文設(shè)計的實驗平臺控制系統(tǒng)輔助控制器選用Altera公司CycloneIII系列的FPGA,具體型號為EP3C25Q240C8N，該型號芯片擁有數(shù)量可觀的邏輯陣列單元、I/O資源以及內(nèi)存，可滿足MMC系統(tǒng)的要求。FPGA作為輔助控制器的主要功能是:編程生成載波,進而實現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)制策略以及對應(yīng)的子模塊電容電壓均衡控制方法、完成PWM脈沖的產(chǎn)生與分配以及死區(qū)控制、外擴ADC和DAC控制、系統(tǒng)的過壓過流保護、故障診斷與處理以及主控制器進行通信等。3)PWM光纖傳輸電路圖4-2是PWM光纖傳輸電路原理，該電路主要負責(zé)將從輔助控制器電路板傳輸過來的PWM信號,經(jīng)過光纖傳輸發(fā)送端電路進行處理，之后通過光纖跳線將PWM信號傳輸?shù)焦饫w傳輸接收端電路進行處理。設(shè)計光纖傳輸電路的目的是為了防止當(dāng)功率電路和控制電路距離過遠時，PWM信號被衰減或者受到干擾，而導(dǎo)致功率開關(guān)管誤動作。光纖傳輸接收電路光纖傳輸發(fā)送電路圖4-2PWM光纖傳輸電路原理圖4-2(a)是光纖傳輸接收電路，該電路的工作原理是:當(dāng)PWM信號為高電平時，DS75451輸出為高電平;當(dāng)PWM信號為低電平時，DS75451輸出為低電平，經(jīng)光纖發(fā)射模塊HFBR1521發(fā)出PWM信號。圖4-2(b)是光纖傳輸發(fā)送電路，主要是通過光纖接收模塊HFBR2521接收PWM信號，進而經(jīng)接收到的PWM信號傳輸給下一級驅(qū)動電路HFBR2521模塊各引腳的功能該模塊的數(shù)據(jù)手冊有詳細說明,本文設(shè)計的原理圖在輸出引腳接有上拉電阻。4)驅(qū)動電路圖4-3是功率開關(guān)管驅(qū)動電路原理，其中，圖(a)是驅(qū)動電路，該電路主要由驅(qū)動光耦芯片TLP5754、驅(qū)動電阻等組成;圖(b)是驅(qū)動光耦芯片的供電電路，該電路是通過電源模塊QA01以及外圍配置電路,實現(xiàn)對驅(qū)動光耦芯片供電。驅(qū)動光耦芯片的工作原理是1引腳的電壓高于3引腳的電壓則光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管導(dǎo)通，此時5引腳輸出有效電平使IGBT導(dǎo)通，否則IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在調(diào)制策略部.分，本系統(tǒng)設(shè)定為低電平有效，驅(qū)動電路的工作過程是MMC驅(qū)動使能信號MMC_DRV為高電平時，MMC系統(tǒng)才能正常工作。例如,當(dāng)pw和wm中的信號函數(shù)mmco_pwm1為一個小的低電平時,光耦只能輸出有效的一個高電平,這樣光耦可以直接使它的igbt開通,但是由于當(dāng)pw和wm中的信號函數(shù)mmc_pwm1為一個小的高電平時,光耦只能輸出有效的一個低電平,這樣光耦可以直接使它的igbt開通關(guān)斷。驅(qū)動電路驅(qū)動光耦芯片的供電電路圖4-3功率開關(guān)管的驅(qū)動電路原理5)采樣及調(diào)理電路采樣調(diào)理電路是所有電力電子裝置必不可少的電路之一,盡管電路實現(xiàn)的形式有所不同，但是其作用都是相同的，都是將電路中所需參與控制的物理量通過采樣電路采集后，經(jīng)調(diào)理電路將該信號進行一定的變換，變成下一級處理器能夠正常使用的物理量信號。a)采樣電路采樣驅(qū)動電路主要分為有額定電壓控制采樣驅(qū)動電路和額定電流驅(qū)動采樣兩種電路,眾所周知,電壓和采樣電流都可以是一個有限的交流和直流之分,本實驗平臺在設(shè)計中,無論交流量或直流量都用霍爾傳感器進行采樣,采樣信號的輸出最終都是以電壓信號的形式送入調(diào)理電路進行處理。圖4-4是采樣電路的原理,圖4-4(a)是霍爾電壓采樣電路,其中最核心的元器件就是一種型號為tbv5/25a的霍爾電壓傳感器,該傳感器件的基本設(shè)計原理及其主要參數(shù)可以看見下面的列表4-1。圖4-4(b)是霍爾電流采樣電路,其中最核心的元器件就是一個型號稱為hnc-50la的霍爾電流傳感器,該傳感器件的一些主要參數(shù)可以看見下面的列表4-1。(a)電壓采樣電路(b)電流采樣電路圖4-4采樣電路原理電壓采樣電路是根據(jù)擬測量電壓的大小范圍以及TBV5/25A的參數(shù)確定出圖4-4(a)中的輸入電阻R1的值和采樣電路輸出電阻的值。當(dāng)電阻r1使得電壓傳感器的輸入電流成為初級線圈的額定電流時,這種電壓傳感器就能夠具有最優(yōu)的測量精度,因此在使用電壓傳感器時,我們應(yīng)盡可能地測量和確定與5ma的初級線圈輸出電流相適應(yīng)的測量精度。例如,所需要測量的電壓最高值等于250v,則計算可得到R1的值為50kQ，功率取值為5W,但根據(jù)能購買到的標稱電阻，選擇R1的值為51kQ。電阻R2的取值與下一級調(diào)理電路允許輸入的最大電壓有關(guān)系,該電壓即為采樣電路允許輸出的最大電壓，再根據(jù)電壓霍爾初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比，可算出次級線圈上的電流，則進一步可算出采樣電路輸出電阻的取值。表4-1霍爾傳感器主要參數(shù)型號額定輸入電流匝比額定輸出電流供電電壓.絕緣電壓TBV5/25A.5mA5000:10005mA15V50Hz/AC/2500V/1minHNC-50LA50A0.73611150mA土15V50Hz/AC/2500V/1min電流采樣電路根據(jù)擬測量電流的大小范圍以及HNC-50LA的參數(shù)確定出圖4-7(b)中采樣電路輸出電阻的取值。例如，測量電流的最大值為10A，經(jīng)過初、次級線圈匝數(shù)比，可計算得到輸出電流最大值為10mA，假設(shè)輸入下一級調(diào)理電路的電壓最大值為3V,則采樣電路輸出電阻的取值為3002。b)調(diào)理電路調(diào)理調(diào)制電路主要組成有兩個交流數(shù)字信號多路調(diào)理調(diào)制電路和直流數(shù)字信號多路調(diào)理調(diào)制電路,由于調(diào)理電路下一級是ADC,其一般允許輸入的模擬變量必須為不小于零的物理量,而交流信號是正負交替的物理量，因此在進行下一級處理之前需要將正負交替的物理量經(jīng)過處理變成直流物理量進行處理。圖4-5為電壓信號多路調(diào)理的調(diào)制電路設(shè)計原理,其中(a)為一個交流電壓信號的多路調(diào)理調(diào)制電路;其中的電路圖(b)為直流電壓信號的多路調(diào)理調(diào)制電路。交流調(diào)理信號(b)直流信號調(diào)理電路圖4-5信號調(diào)理電路原理交流電壓信號調(diào)理電路的主要工作原理如下:首先將一個電壓的信號通過rc濾波后,然后再經(jīng)過集成運算放大器對一個電壓的信號做出反向運算和處理,之后再經(jīng)過一個電壓的抬升,將正負交替的交流信號處理成方向不變的直流信號，然后再做電壓跟隨處理，最后進一步對信號進行限幅處理，使該信號的電壓值不小于0V，不大于3.3V。經(jīng)調(diào)理電路之后，送入ADC進行處理。直流電壓信號濾波調(diào)理的工作電路相對比較簡單,首先所需要我們做的就是對經(jīng)過限幅濾波優(yōu)化處理的直流電壓信號濾波進行r-rc限幅濾波,然后通過一級運算信號放大器對其信號做一級直流電壓信號跟隨,最后再對直流電壓信號濾波進行一級限幅濾波處理,經(jīng)調(diào)理電路之后送入ADC進行處理。5)模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇模擬信號的數(shù)字化技術(shù)是一種利用模擬數(shù)字信號控制器對其進行信號處理的必備條件,而adc則是將其進行模擬信號數(shù)字化的重要技術(shù)元件。由于主控制器STM32H743ZIT6內(nèi)部集成的ADC的數(shù)量及采樣通道數(shù)有限，且外部擴展獨立的ADC也不方便，而MMC系統(tǒng)需要采樣的物理量比較多,STM32H743ZIT6內(nèi)部的ADC無法滿足系統(tǒng)要求,因此本系統(tǒng)采用獨立的外擴ADC的策略。所選ADC的型號為AD7938，該型號的ADC有8路轉(zhuǎn)換通道，由于FPGA的I/O資源較多且定義靈活，則在FPGA上外擴三片ADC，一共有24路轉(zhuǎn)換通道。圖4-6是AD7938芯片及外圍電路。AD7938是一款可進行讀寫操作、數(shù)據(jù)并行輸出的ADC，其最高時鐘頻率可達25MHz，可選用內(nèi)部參考電壓，也可使用外部參考電壓，本系統(tǒng)設(shè)計時選用內(nèi)部參考電壓。三片adc的外圍配置電路相同,共用一個時鐘信號,同時共用一個數(shù)據(jù)總線以及一個控制總線。三片ADC由FPGA通過譯碼器來選擇具體工作的ADC芯片。每片ADC工作時，通過ADC芯片上相對應(yīng)的地址位來選擇具體轉(zhuǎn)換通道，根據(jù)AD7938的使用手冊，在對該ADC進行寫操作時，即“WR”位的邏輯電平為0時，數(shù)據(jù)位DB5~DB7變?yōu)檗D(zhuǎn)換通道的地址位AB0~AB2,在普通模式下為8路單端轉(zhuǎn)換通道，具體轉(zhuǎn)換通道選擇見表5-2所示。圖4-6AD7938芯片及外圍電路.表4-2AD7938轉(zhuǎn)換通道選擇寫操作(WR=0)轉(zhuǎn)換通道DB7(AB2)DB6(AB1)DB5(AB0)共地AGND000VINO001VIN1010VIN2011VIN3100VIN4101VIN5110VIN6111VIN7圖4-7ADC與DAC工作選擇電路.ADC與DAC工作選擇電路如圖4-7所示，該電路是通過74LV138譯碼器電路來選通所需工作的ADC或DAC,盡可能節(jié)省FPGA的I/O資源。根據(jù)表4-3所示的74LV138的真值表，通過FPGA的兩位有效地址信號選通具體所需工作的ADC和DAC使能狀態(tài)選擇見表4-4。表4-374LV138的真值表輸入輸出G2AG2BG1ABCYOY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7HXXXXXHHHHHHHHXHXXXXHHHHHHHHXXLXXXHHHHHHHHLLHLLLLHHHHHHHLLHHLLHLHHHHHHLLHLHLHHLHHHHHLLHHHLHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHLLHHLHHHHHNLHHLLHLHHHHHHHHLHLLHHHHHHHHHHHLH=高電平;L=低電平;X=不定態(tài)表4-4ADC和DAC使能狀態(tài)選擇地址編碼器件使能DECODE2.DECODE1低電平有效00ADCl_CS01ADC2_CS10ADC3_CS11DAC_CS6)數(shù)模轉(zhuǎn)換器選擇數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字信號量化轉(zhuǎn)換成模擬信號。設(shè)計DAC的主要目的是為了方便MMC的控制器系統(tǒng)的調(diào)試以及便于觀察數(shù)字控制系統(tǒng)中的某些控制效果[31]。所選DAC的型號為MAX547，該型號的DAC有8路轉(zhuǎn)換輸出通道。圖4-8是MAX547芯片及外圍電路。MAX547是一-款數(shù)據(jù)并行輸入的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，通過MPC1541芯片產(chǎn)生精準的1.096V參考電壓。DAC的工作片選信號與上述ADC工作片選信號選擇方式相同，具體見表4-4。DAC與ADC共用數(shù)據(jù)總線以及部分控制總線。DAC的通道選擇是通過FPGA控制MAX547的地址位以負載輸入位來選擇轉(zhuǎn)換通道，通道選擇見表4-5。當(dāng)DAC將所需的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號時,波形經(jīng)過如圖4-8所示的輸出調(diào)理電路后，以便使用示波器等測量顯示設(shè)備進行觀察。該集成電路首先通過對轉(zhuǎn)換后得到的模擬信號