基於StellarE1的三相PWM整流器

一.硬體平台

SR5E1-EVBE700P評估板支持STMicroelectronics SR5E1xE7微控制器,帶有LQFP 24x24 176L EXPOSED PAD DOWN封裝。評估板是一個獨立的單元,允許訪問CPU、I/O引腳以及任何板外圍設備。評估板適用於工作檯/實驗室,並使用常溫指定組件進行設計。

有關Stellar-E1 MCU EVM的更多詳細信息,請參閱“UM2968,SR5E-EBE7000P評估板用戶手冊”。

 

二.應用場景

三相PWM整流器是一種交流-直流功率轉換器,使用強制換向功率開關實現。這種拓撲結構控制輸出電壓的大小,並通過強制開關遵循輸入電壓波形來提高功率因數,從而降低總諧波失真(THD)。採用1200V SiC MOSFET,兩級轉換器簡化了拓撲結構。


功率級控制方案簡述如下:

•帶死區插入的3ph中心對齊互補PWM
•三相電壓/電流同時採樣
•硬體故障_用於關閉PWM的輸入(快速通道)

三.應用的結構及優點

本節重點介紹Stellar-E HRTIM外圍設備,如下所示:
•定時器上下計數器模式
•多定時器同步
•計時器觸發ADC
在該解決方案中,HRTIM定時器用於生成3相中心對準的補碼PWM。Tx1、Tx2輸出由硬體配置為補PWM和死區插入。PFC不要求很高的開關頻率,因此也可以使用通用定時器。

解決方案優勢:
•使用一個寄存器訪問並節省CPU負載的中心對齊PWM實現
•同時採樣系統在弱電網條件下(電網交流電壓不平衡)具有更強的魯棒性

四.HRTIM和ADC的配置

•上下計數器模式和中心對齊PWM生成
•ADC在低端導通時間(如Q2)的中間注入觸發器,以避免採樣開關邊緣噪聲,並將觸發器發送到三個獨立的SARADC,以實現三相電壓/電流的同時採樣。計數器等於零或CMPx匹配以觸發ADC,通過CMPx配置,系統可以輕鬆地改變觸發點以補償採樣電路延遲。


五.EVM hardware setup as below table:

scope

SR5E1 function name

MCU Pin Name

ch0

HRTIM1_TA1

PE4

ch1

HRTIM1_TA2

PE3

ch2

HRTIM1_TB1

PE2

ch3

HRTIM1_TB2

PE1

ch4

HRTIM1_TC1

PD15

ch5

HRTIM1_TC2

PD14


CH0,1 = TA1,2 CH2,3 = TB1,2 CH4,5 = TC1,2

fsw = 50kHz, TA.CMP1 = 20us*0.3, TB.CMP1 = 20us*0.5, TC.CMP1 = 20us*0.7

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