PCBニュース - なぜPCBに蛇行配線を使用するのか。

システムハードウェアアーキテクチャ

デジタルプリント基板と半導体技術の成熟に伴い、デジタル信号、デジタル回路の応用における割合はますます大きくなり、同時に表示される利点もますます多くなっている：コンピュータ処理制御の便利さ、信号干渉の減少、耐干渉能力の向上、調整の容易さ、診断の容易さ、フォールトトレランス挿入などの技術。組み込みプロセッサの主周波数の強化、チップ内制御機能の強化、周波数とPWM波形のさらなる改善に伴い、電源制御システムの集積度を高めることができる。

電源は出力電圧と電流信号をサンプリングし、PID制御し、PWM波形を出力して出力電圧を調整する。出力電圧は大容量タンタルコンデンサの充放電により、めっきに安定した高電圧と高電流出力を提供する。

このシステムはPIDコントローラ、PWM出力、ADサンプリングを含み、単一閉ループシステムを構成する。先端三相交流電源はスイッチング電源整流モジュールに入力され、整流フィルタリング後に安定した直流電圧を出力し、直流電圧は直接IGBTモジュールに出力される。高ADコンバータは、出力電圧と電流信号をアナログ信号からデジタル信号に変更し、デジタルPlD動作のためのS 3 C 44 BOを提供する。PID制御演算を経た後、S 3 C 4480はIGBTにPWMを出力し、閉ループシステムを形成し、電圧と電流の安定した出力を制御し、スイッチング電源の制御システムを実現する。

PID演算とPWM波形出力モジュールには、より高い要求があります。計算とテストを通じて、SAMSUNCのS 3 C 4480を選択しました。これはARM 7 TDtMIアーキテクチャに基づく32ビットCPUで、計算速度は59 MIPSに達しました。その具体的な機能と特徴は以下の通りである：

計算速度は59 MIPSに達し、複雑なPIDコントローラのリアルタイム性要件を完全に満たしている。

16ビットタイマー、最大0.03マイクロ秒PWMパルス波、DEADZONE機能を有する、

最大8つの外部割り込みソースが、システムの外部障害情報にリアルタイムで応答します。

LCD）コントローラを内蔵し、DMAチャネルを有し、電圧と電流値をLCD上でリアルタイムに表示できるようにする。

最大71本の汎用10ポート回線で、外部インタフェースを容易に拡張できます。

組み込み型lICインタフェースコントローラは、システムオペレータが参照するために、システム情報をEEPROMに保存することができます。

内部ウォッチドッグ機能は、ソフトウェアまたはハードウェアにエラーが発生した場合にシステムを自動的にリセットし、システムの安全で正常な動作を確保することができます。

2つの非同期シリアルインターフェース（UART）はホストとの通信を容易に実現することができ、

拡張性の高い大容量ストレージは、ソフトウェアに十分なスペースを提供します。

まず、システムはタッチスクリーンと液晶ディスプレイをヒューマンインタフェースとして採用した。S 3 C 44 BO内部に液晶コントローラを集積し、320*240の解像度、256色sTN-LCD）をサポートすることができ、CPUと接続されたDMAチャネルを通じて、カラーグラフィックスを迅速かつ動的に表示することができ、メーカーの伝統的な5 LシリーズのモノリシックマシンとLEDデジタルパイプのヒューマンインタフェースに取って代わり、従業員の操作をより便利にすることができる。表1に示すように、S 3 C 44 BO外部GPIOインタフェースは、様々な外部信号を提供する。

8つの外部割り込みは、過電流、過電圧、欠相、超温などの特殊な状況に対する即時停止応答を満たす。S 3 C 44 BOと外部メモリインタフェースは、FLAsH SST 39 VF 160とSDRAM HY 641620の拡張により、デジタル制御システムがプログラムを保存し、実行するのに十分な空間を確保する。1/1000の設計要件のため、S 3 C 4480 IOBIT-ADCを選択するのではなく、AD 7705、デュアルチャネル、168 IT³1³ADCを選択し、SIO同期ポートを介してCPUに接続しました。

2 PWM制御原理

サンプリング制御理論には重要な結論がある：同じパルスと異なる形状を持つ狭パルスが慣性リンクに応用される時、効果はほとんど同じである。PWM制御技術は上述の理論の結論に基づいて、半導体スイッチング装置のオンとオフを制御して、出力端に一連の幅が等しく、パルス幅が等しくないパルスを得て、これらのパルス列を用いて正弦波やその他の必要な波形の代わりにして、一定の規則に従ってパルス幅ごとに変調する。

このシステムでは、PWM波形はCPU S 3 C 4480のクロックタイマ出力ポートT 0 UTOから出力される。30 kHz PWM波の出力周波数が必要であるため、TCFPGとTCFGlのレジスタを設定することにより、4 BIT除算器が0.5、プリセットレジスタがL、カウント比較レジスタTCNTB 0が1000に設定される。このように、S 3 C 4480の主周波数が66 MHzの場合、TOUT 0が出力するPWM波周波数は30 KHzとなる。TIMER 0が起動すると、TCNTB 0の値とタイマの逓減カウンタ値が同時になるたびに、タイマ制御PWM波レベルが変化する。TC-NTB 0の値がPWM波のデューティサイクルを制御し、1を増加または減少させることができるようにすると、PWM出力のデューティサイクルは千分の1を増加または減少させ、それによって千分の1に達する。【図2】出力PWM波形図である。専用タイマを介して出力されるTOUTOのPWM波形が非常に良いことがわかります。テストを経て、上昇エッジと下降エッジはいずれもNSレベルにある。