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芯教程|平頭哥助力昊芯HX2000系列芯片電機過流跳閘保護專題(一)EPWM_TZ錯誤聯防

中科昊芯 ? 2022-06-02 09:40 ? 次閱讀

隨著能源需求的日益緊張,科技的日趨智能化,高效高可靠的安全保護,已成為人們生產生活必然趨勢。中科昊芯順應時代需求,推出適用于高精度工業自動化運動控制的新版HXS320F28034PNT數字信號處理器DSP,芯片COMP模塊以模擬量閾值比較,輸出TZ錯誤聯防信號,與EPWM模塊聯合使用,構成DC數字比較、CBC周期限流,與單次OST過流跳閘保護,更加有效助力于工程師實現安全高效的三重高可靠性保護,廣泛應用于電動車、電動汽車、軌道交通、全電飛機、新能源發電、機器人等工業自動化高精度控制領域。

自平頭哥半導體有限公司的劍池集成開發環境(簡稱“CDK”)支持HX2000系列芯片調試以來,本期推出專題講解芯片電機過流跳閘保護,共分為三期講解。本期主要講解EPWM_TZ錯誤聯防,DC數字比較與比較器超閾值檢測將在后續兩期內容中逐步介紹。

HX2000系列EPWM_TZ工作原理如下,由周期CBC限流與超越閾值OST單次跳閘,二重保護事件輸出,觸發EPWMxA/B動作,關斷過流輸出的MOSFET橋臂,實現限流與跳閘保護,原理如下:

07009e1a-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

通過TZSEL寄存器OSHTx或CBCx,選擇單次或周期故障(低電平觸發)輸入引腳為。TZEINT使能打開相應TZINT中斷,由輸入單次或周期故障,觸發產生EPWMx_TZINT中斷:置位TZFLG相應標志位,觸發EPWMxA/B按TZCTL[TZA/TZB]所配置高、置低與高阻動作。單次OST或CBC故障消除后,均可手動寫入TZCLR相應標志位,清除中斷標志,便于下次中斷觸發。但OST故障消除后不可自動恢復,CBC故障消除后,可在TBCTR=0時自動清除中斷標志,使EPWM波形恢復,以實現周期限流。詳細介紹請見下圖B站視頻鏈接:

由此設計EPWM_TZ實例:某時刻驅動板電流:(1)過流輸出周期CBC錯誤聯防,輸入(GPIO16),觸發EPWM2A置高、EPWM2B置低;(2)超越閾值輸出單次OST錯誤聯防,輸入(GPIO17),觸發EPWM1A置高、EPWM1B置低,硬件連接如下:

078baf32-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg078baf32-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

基于以上分析,在CDK上開發EPWM_TZ輸出,代碼包括:EPWM與TZ GPIO、初始化、OST及CBC錯誤聯防配置、TZ觸發EPWM動作的中斷服務程序,主程序調用執行。

1.intmain(void)2.{3. /*系統初始化控制*/4. InitSysCtrl();5. /*初始化GPIO,復用為EPwm功能*/6. InitEPwm1Gpio();7. InitEPwm2Gpio();8. /*初始化TZ錯誤聯防引腳配置*/9. InitTzGpio();10. /*初始化LED,用于指示錯誤聯防觸發*/11. InitLED();12. /*關中斷*/13. InitPieCtrl();14. /*清中斷*/15. IER=0x0000;16. IFR=0x0000;17. /*初始化PIE中斷向量表*/18. InitPieVectTable();19. EALLOW;20. /*將epwm1_tz_isr入口地址賦給EPWM1_TZINT,執行OST錯誤聯防觸發*/21. PieVectTable.EPWM1_TZINT=&epwm1_tz_isr;22. /*將epwm2_tz_isr入口地址賦給EPWM2_TZINT,執行CBC錯誤聯防觸發*/23. PieVectTable.EPWM2_TZINT=&epwm2_tz_isr;24. EDIS;25. EALLOW;26. /*禁用TBCLK同步,允許EPWM初始化配置*/27. SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=0;28. EDIS;29. /*初始化EPWM1,錯誤聯防配置為單次OSHT3觸發*/30. InitEPwm1Example();31. /*初始化EPWM2,錯誤聯防配置為周期CBC2觸發*/32. InitEPwm2Example();33. EALLOW;34. /*使能TBCLK同步,EPWM配置功能起作用*/35. SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=1;36. EDIS;37. /*使能CPUIER的第2組中斷向量*/38. IER|=M_INT2;39. /*使能相對應的中斷*/40. PieCtrlRegs.PIEIER2.bit.INTx1=1;41. PieCtrlRegs.PIEIER2.bit.INTx2=1;42. /*使能全局中斷*/43. EINT;44. while(1)45. {46. /*判斷OST單次與CBC周期錯誤聯防觸發,LED亮OST觸發,滅CBC觸發*/47. if(EPwm_TZ_CBC_flag!=0)48. {49. GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO44=1;50. }51. else52. {53. GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIO44=1;54. }55. }56. return0;57.}

CDK上開發EPWM_TZ輸出程序,其編譯結果為:

07e05abe-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

編譯通過后,就可以開始調試了,CBC錯誤聯防事件的調試結果如下:

0801947c-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

CBC觸發前與故障消除后的EPWM波形如圖左,觸發后的EPWM波形如圖右:

0832bc3c-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg088874e2-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

OST錯誤聯防事件的調試結果如下:

08e1a9b8-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg

OST觸發前后的EPWM波形如下:

093e2198-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg09651a50-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.jpg09b9b812-e0fd-11ec-b80f-dac502259ad0.svg

關于昊芯

“智由芯生 創享未來”,昊芯是數字信號處理器專業供應商。作為中國科學院科技成果轉化企業,瞄準國際前沿芯片設計技術,依托多年積累的雄厚技術實力及對產業鏈的理解,以開放積極的心態,基于開源指令集架構RISC-V,打造多個系列數字信號處理器產品,并構建完善的處理器產品生態系統。產品具有廣闊的市場前景,可廣泛應用于工業控制及電機驅動、數字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費電子、白色家電等領域。

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