CN110286316A - 一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统,其包括:通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压;在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路输出电压基波的相位差;在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡,至此完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验。本发明对直流电源和三相负载要求较低;具有节能的优势;且大大提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统。
背景技术
以前对功率模块进行功率测试时,一般通过控制待测桥臂进行斩波,分别使待测桥臂通过额定电流和额定电压,来进行功率考核。
首先,使待测桥臂通过小电压和额定电流。如图1所示,单个桥臂按位置分为上、下桥臂,先选择下桥臂为待测桥臂,上桥臂用电感短接,桥臂两端输入很小的直流电压U,调节下桥臂的斩波占空比,使其通过额定电流。此步为针对额定电流的测试。其次,使待测桥臂通过额定电压和小电流。如图2所示,下桥臂为待测桥臂,上桥臂用电阻短接,桥臂两端输入额定直流电压U,调节下桥臂的斩波占空比,使其通过较小的电流。此步为针对额定电压的测试。至此完成对下桥臂的功率测试。按照此方法再对上桥臂进行测试后,即完成了单个桥臂的功率测试。
但是上述方法通过待测桥臂斩波来进行功率测试的方法时存在一些技术问题,首先,由于直流电源功率、电感大小及电阻功率等的限制,不能同时使待测桥臂达到额定电压和额定电流,若使用电感负载,桥臂要达到额定电压和额定电流,电感值要非常大,实际很难满足;若使用电阻负载,电阻要非常小,电源和电阻功率最低要达到所测桥臂的全功率等级,条件太高也难以满足,并且这么大的能量只能白白消耗掉。其次,测试步骤繁琐,仅测试单个桥臂就需要进行4次试验。
发明内容
基于此,为解决现有技术所存在的不足,特提出了一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法。
一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法,包括:
S1、通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;
S2、同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压;
S3、在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差;
S4、在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡,至此完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验。
可选的,在其中一个实施例中,通过设置与所述两组三相逆变桥电路各自对应的控制板卡并使得控制板卡间的PWM脉冲保持时基同步进而使得两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差保持恒定。
可选的,在其中一个实施例中,所述控制板卡包括第一控制板卡与第二控制板卡,第一控制板卡与第二控制板卡均采用DSP芯片与FPGA芯片结合的硬件架构形式,所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335;所述TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能。
可选的,在其中一个实施例中,所述第一控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为PWM模式,在该PWM模式下对应的时基计数器为0时,被控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;所述第二控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为同步脉冲输入功能,以接收第一控制板卡的同步脉冲,进行ePWM时基同步;所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:设定所述第一控制板卡的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制第一控制板卡中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;所述第二控制板卡的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制第二控制板卡中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得第一控制板卡中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向第二控制板卡发送启动命令;第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;第二控制板卡的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲。
此外,为解决传统技术存在的不足,还提出了一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试系统。
一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试系统,包括:
直流电源,其用于为纯电感对拖单元提供直流电;
纯电感对拖单元,所述纯电感对拖单元通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;
第一控制器和第二控制器,所述第一控制器和第二控制器用于分别控制两组三相逆变桥电路即同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压,在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差和在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡以完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验;
以及和所述第一控制器通过网络连接的上位机。
可选的,在其中一个实施例中,所述控制器间的PWM脉冲保持时基同步,进而使得两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差保持恒定。
可选的,在其中一个实施例中,所述第一控制器包括第一控制板卡,所述第二控制器包括第二控制板卡,第一控制板卡与第二控制板卡均采用DSP芯片与FPGA芯片结合的硬件架构形式,所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335。
可选的,在其中一个实施例中,所述TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能。
可选的,在其中一个实施例中,所述第一控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为PWM模式,在该PWM模式下对应的时基计数器为0时,被控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;所述第二控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为同步脉冲输入功能,以接收第一控制板卡的同步脉冲,进行ePWM时基同步。
可选的,在其中一个实施例中,所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:设定所述第一控制板卡的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制第一控制板卡中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;所述第二控制板卡的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制第二控制板卡中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得第一控制板卡中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向第二控制板卡发送启动命令;第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;第二控制板卡的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲。
实施本发明实施例,将具有如下有益效果:
采用了上述技术之后,本发明可以使功率模块在进行功率试验时,同时达到额定电压和额定电流的运行条件,以便于更好的考核功率模块;且对直流电源、电感负载要求比较低,试验条件比较容易满足;试验时主要消耗的是无功能量,直流电源侧消耗的有功能量很少,具有节能的优势;进行1次试验,即可以完成2个三相逆变桥共计6个桥臂的功率试验,大大提高了测试效率;通过硬件和软件设计实现了PWM脉冲始终保持同步,试验运行更为稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中:
图1为现有技术中一个实施例所对应单桥臂斩波-电感负载结构图;
图2为现有技术中一个实施例所对应单桥臂斩波-电阻负载结构图;
图3为一个实施例中对拖试验主电路原理图;
图4为一个实施例中对拖试验控制系统原理图;
图5为一个实施例中同步启动软件控制框图;
图6为一个实施例中所述方法对应的流程步骤图
图7为一个实施例中纯电感负载三相逆变对拖试验Matlab仿真波形图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。可以理解,本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一元件称为第二元件,且类似地,可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件,但其不是同一元件。
在本实施例中,特提出了一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法,其在直流试验电源功率很小的情况下,通过控制2个三相逆变电路输出电压基波的相位差,实现了功率模块在额定电压和额定电流下工作;具体的如图3-6所示,该方法包括S1、通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构,上述功率模块试验主电路原理如图3所示2组三相逆变桥和3个纯电感负载采用三相逆变对拖的方式连接起来;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;所述两组三相逆变桥电路包括逆变桥1和逆变桥2。
S2、试验准备就绪后,同步启动逆变桥1和逆变桥2以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压,此时电感两端的电压差几乎为0,电流很小;
S3、在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,以一定速率改变其中逆变桥2所输出的三相正弦基波电压的相位,增大逆变桥1和2输出电压基波的相位差,即电感两端的电压差,三相电流将逐渐增大;在一些具体的实施例中,所述速率的改变程度以具体测试情况而定,如以0.5°/s速率进行变化,本例的发明点不在于具体速率改变值的大小,因此本例不再进行具体限定;
S4、在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡,至此完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验。
在一些具体的实施例中,通过设置与所述两组三相逆变桥电路各自对应的控制板卡并使得控制板卡间的PWM脉冲保持时基同步进而使得两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差保持恒定。
在一些具体的实施例中,所述控制板卡包括第一控制板卡与第二控制板卡,第一控制板卡与第二控制板卡均采用DSP芯片与FPGA芯片结合的硬件架构形式,所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335;所述TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能。在更进一步的实施例中,所述第一控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为PWM模式,在该PWM模式下对应的时基计数器为0时,被控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;所述第二控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为同步脉冲输入功能,以接收第一控制板卡的同步脉冲,进行ePWM时基同步;所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:设定所述第一控制板卡的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制第一控制板卡中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;所述第二控制板卡的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制第二控制板卡中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得第一控制板卡中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向第二控制板卡发送启动命令;第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;第二控制板卡的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲。
基于相同的发明构思,本发明还提出了提出了一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试系统,包括:
直流电源,其用于为纯电感对拖单元提供直流电;
纯电感对拖单元,所述纯电感对拖单元通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;
第一控制器和第二控制器,所述第一控制器和第二控制器用于分别控制两组三相逆变桥电路即同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压,在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差和在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡以完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验;以及和所述第一控制器通过网络连接的上位机。在一些具体的实施例中,功率模块试验控制系统原理如图4所示,所述第一控制器为第一控制板卡即控制板卡1,所述第二控制器为第二控制板卡即控制板卡2,通过2个控制板卡分别完成对应逆变桥的故障监控、逻辑控制及算法运算过程;所述控制板卡均采了DSP+FPGA的硬件架构,DSP芯片采用了TI公司的TMS320F28335,为使2个逆变桥输出基波电压相位差保持恒定,板卡间需要PWM同步信号控制,实现PWM时基同步,否则由于2个板卡晶振和时钟计数的差异,基波电压相位差会逐渐发生变化。鉴于直接使用所述TMS320F28335芯片会存在基波电压相位差会逐渐发生变化的缺陷,在一些具体的实施例中,将F28335的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能,利用这一改进,可实现2个控制板的ePWM时基同步;但是由于F28335自带的输出同步脉冲宽度只有50ns,极易受到干扰;为避免这一情况,本发明将控制板卡1(作为主控板)的EPWM4A管脚设置为PWM模式,时基计数器为0时,由控制程序控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;控制板卡2(作为从控板)的EPWM4A管脚设置为同步脉冲输入功能,接收控制板1的同步脉冲,进行ePWM时基同步。
通过设计控制程序实现2个控制板虽然接收命令不同步,但PWM脉冲产生同步的目的。试验启动后,上位机先将启动命令发给控制板卡1,控制板卡1再将命令通过CAN通信发送给控制板卡2。由于传输的延时,控制板卡1和2不能同时收到启动命令;若接收到启动命令马上使能PWM,2个逆变桥启动会存在不同步的问题。因此为了实现更准确的ePWM时基同步控制,在一些具体的实施例中,在进行硬件修改的同时也需要对软件进行改进,具体的设计思路如图5所示,所述控制程序的主要设计原理是借用原有DSP程序中使用的定时器中断和PWM中断功能进行功能设定和逻辑控制的改进;各控制板卡1均包含有上位机命令更新模块、CAN发送模块、PWM脉冲产生模块和PWM使能模块,具体的所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:由于同步信号的作用,控制板卡1和2的PWM中断保持同步,但定时器中断不同步;因此设定所述控制板卡1的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制控制板卡1中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;控制板卡2的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制控制板卡2中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率,最好远高于PWM中断程序的中断频率,至少使得定时器中断程序的中断频率最好为PWM中断程序的中断频率的3倍以上;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得控制板卡1中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向控制板卡2发送启动命令;接下来控制板卡1的定时器中断中,PWM使能,允许脉冲发送即第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;接着控制板卡2的定时中断中,通过CAN异步通信接收到启动命令,并使能PWM模块,允许脉冲发送即控制板卡2的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲;那么下一周期的PWM中断到来时,控制板卡1和2就能够实现同步产生PWM脉冲,从而实现了同步启动。
基于上述设计方案,本例采用本发明对某机车牵引功率模块的全功率测试对本发明效果进行验证。该功率模块包括2个三相逆变桥,中间直流电压为2800V,额定输出线电压有效值为1500V,额定输出电流有效值为550A。采用电感三相对拖方式,进行全功率试验,功率模块达到额定输出电压和电流时,中间直流电源消耗功率小于300kW。试验运行期间,PWM脉冲电压始终保持同步,输出电压基波的相位差调节到位时,电感负载的电压差和电流始终保持稳定。具体的如图7的纯电感负载三相逆变对拖试验Matlab仿真波形,其中通道1(CH1)为输出线电压波形,通道2(CH2)为逆变桥1和逆变桥2线电压的平均值,通道3(CH3)为三相电流波形,通道4(CH4)为直流回路电流波形。从图7的仿真波形可以看出,输出线电压相位差始终保持稳定,输出线电压和电流达到额定后,直流回路电流很小,不超过100A,中间直流电源消耗功率不超过300kW,说明对直流电源功率要求较低。
因此实施本发明实施例,将具有如下有益效果:
本发明可以使功率模块在进行功率试验时,同时达到额定电压和额定电流的运行条件,以便于更好的考核功率模块;且对直流电源、电感负载要求比较低,试验条件比较容易满足;试验时主要消耗的是无功能量,直流电源侧消耗的有功能量很少,具有节能的优势;进行1次试验,即可以完成2个三相逆变桥共计6个桥臂的功率试验,大大提高了测试效率;通过硬件和软件设计实现了PWM脉冲始终保持同步,试验运行更为稳定。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法,其特征在于,包括:
S1、通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;
S2、同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压;
S3、在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差;
S4、在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡,至此完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过设置与所述两组三相逆变桥电路各自对应的控制板卡并使得控制板卡间的PWM脉冲保持时基同步进而使得两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差保持恒定。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制板卡包括第一控制板卡与第二控制板卡,第一控制板卡与第二控制板卡均采用DSP芯片与FPGA芯片结合的硬件架构形式,所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335;所述TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为PWM模式,在该PWM模式下对应的时基计数器为0时,被控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;所述第二控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为同步脉冲输入功能,以接收第一控制板卡的同步脉冲,进行ePWM时基同步;所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:设定所述第一控制板卡的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制第一控制板卡中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;所述第二控制板卡的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制第二控制板卡中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得第一控制板卡中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向第二控制板卡发送启动命令;第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;第二控制板卡的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲。
5.一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试系统,包括:
直流电源,其用于为纯电感对拖单元提供直流电;
纯电感对拖单元,所述纯电感对拖单元通过3个电感负载和两组三相逆变桥电路构成三相逆变对拖结构;其中,所述三相逆变桥电路由待测的功率模块构成;各所述电感负载分别与两组三相逆变桥电路的各桥臂相连接;
第一控制器和第二控制器,所述第一控制器和第二控制器用于分别控制两组三相逆变桥电路即同步启动两组三相逆变桥电路以使得两组三相逆变桥电路各自输出相同频率、相位和幅值的三相正弦基波电压,在所述三相正弦基波电压达到功率模块额定电压后,改变其中一组三相逆变桥电路所输出的三相正弦基波电压的相位以增大两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差和在达到额定电流后,停止改变所述相位差直至达到功率模块热平衡以完成待测的功率模块在额定电压和额定电流工况下的功率试验;
以及和所述第一控制器通过网络连接的上位机。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述控制器卡间的PWM脉冲保持时基同步,进而使得两组三相逆变桥电路的输出电压基波的相位差保持恒定。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第一控制器包括第一控制板卡,所述第二控制器包括第二控制板卡,第一控制板卡与第二控制板卡均采用DSP芯片与FPGA芯片结合的硬件架构形式,所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述所述第一控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为PWM模式,在该PWM模式下对应的时基计数器为0时,被控制发送宽度为毫秒级别的脉冲;所述第二控制板卡中的TMS320F28335芯片的功能复用管脚EPWM4A被设置为同步脉冲输入功能,以接收第一控制板卡的同步脉冲,进行ePWM时基同步。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述外部的ePWM同步脉冲输入或输出功能所对应的实现方法为:设定所述第一控制板卡的DSP控制程序中的第一PWM中断程序用于控制第一控制板卡中的第一上位机命令更新模块、第一CAN发送模块和第一PWM脉冲产生模块,第一定时器中断程序用于控制第一PWM使能模块;所述第二控制板卡的DSP控制程序中的第二PWM中断程序用于控制第二控制板卡中的第二PWM脉冲产生模块,第二定时器中断程序用于控制第二CAN命令接收模块和第二PWM使能模块并使得两个控制板卡中定时器中断程序的中断频率均高于PWM中断程序的中断频率;对应的控制逻辑为当上位机发送启动命令时,使得第一控制板卡中的第一PWM中断程序控制第一上位机命令更新模块接收到启动命令的同时通过第一CAN发送模块进行CAN通信以向第二控制板卡发送启动命令;第一定时器中断程序控制第一PWM使能模块使能并允许第一PWM脉冲产生模块的脉冲发送;第二控制板卡的第二定时器中断程序控制第二CAN命令接收模块通过CAN异步通信接收到启动命令,并控制使得第二PWM使能模块使能,第二PWM中断程序使得第二PWM脉冲产生模块发送脉冲。
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