摘要：

實現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導放大器-電容(OTA—C)連續(xù)時間型濾波器的結構、設計和具體實現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設計和仿真驗證。仿真結果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為1～26 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于0．5 dB，采用1．8 V電源，TSMC 0．18μm CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。

引言：

隨著電子技術的高速發(fā)展，功耗與節(jié)能為電子技術提出了新的要求。在電力電子技術方面，交流電機的變頻調(diào)速更成了電機控制的主流，變頻調(diào)速是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。主要采用交流一直流一交流方式，即把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源。變頻調(diào)速技術憑借其節(jié)能降耗、改善工藝和提高控制精度等方面的優(yōu)點，使得變頻調(diào)速技術發(fā)揮了交流電機本身固有的優(yōu)點，解決了交流電機調(diào)速性能先天不足的問題。本文先對TMS320F2812芯片和智能功率模塊進行了詳細的介紹，根據(jù)他們的特點設計了通用變頻電路設計方案。在實際的應用中可以根據(jù)控制方式的需要，制定不同的控制方式，廣泛應用于三相異步電機的SVPWM控制。

1 變頻調(diào)速方式

交流電機的轉速為n1=60f/p，再根據(jù)異步電機轉差率s=(n1-n)/n1，可知交流異步機的轉速公式為：n=n1(1-s)=(1-s)60f/p，其中P為極對數(shù)，s為轉差率，f為定子供電頻率，當p和s為定植時，要改變電機的轉速，只需要改變f就可以了，根據(jù)控制方式的不同，一般可以分為三種調(diào)速方式：在變頻調(diào)速過程中保持定子電壓和定子供電頻率之比為常數(shù)，即恒磁通變頻調(diào)速，保持定子電流不變的恒流控制調(diào)速方式，保掙恒電磁通調(diào)速方式。
在具體控制上，可以采用VVVF(Variable Voltagevariable Frequency)變頻或矢量控制變頻控制方式，在電路設計時，需要實時采樣相電壓以及各相電流，根據(jù)控制方式的不同，可以選用不同的算法程序。

2 高速DSP芯片TMS320F2812介紹

TMS320F2812DSP是德州儀器公司(TI)推出的一款32位高性能數(shù)字信號處理器，它是專為控制設計的高速DSP芯片，擁有峰值每秒運行150萬條指令(MIPs)的處理速度和單周期完成32×32位MAC運算的功能，再加上兩個事件管理器(EVA和EVB)、片上Flash以及片上RAM和AD轉換模塊，能夠實現(xiàn)實時快速的數(shù)字信號處理算法，在三相異步電機控制系統(tǒng)中廣泛的被采用。

(1)高性能的32位中央處理器

主頻150MHZ(時鐘周期6．67ns)，低功耗(核心低壓1．8v，I／O口3．3v)，16位×16位和32位×32位乘且累加操作以及16位×16位的兩個乘且累加，統(tǒng)一的寄存器編程模式，可達4M字的線性程序地址和數(shù)據(jù)地址。

(2)片內(nèi)存儲器

8Kx16位的Flash存儲器
1Kx16位的0TP型只讀存儲器
L0和L1：兩塊4Kx16位的單口隨機存儲器(SARAM)
HO：一塊8Kx16位的單口隨機存儲器
M0和M1：兩塊1Kx16位的單口隨機存儲器

(3)時鐘與系統(tǒng)控制

支持動態(tài)的改變鎖相環(huán)的頻率(PLL)
片內(nèi)振蕩器
看門狗定時器模塊
CPU級和外設級中斷相結合的控制系統(tǒng)

(4)豐富的外圍設備

兩個事件管理器(EVA、EVB)
串行外圍接口(SPI)
兩個串行通信接口(SCI)，標準的UART
改進的控制器局域網(wǎng)絡(ECAN)
多通道緩沖串行接口(MCBSP)
16通道12位的數(shù)模轉換器(ADC)

3 智能功率模塊 IPM

特點如下：提高可靠性和馬達效率(死區(qū)時間減少)，單電源15V供電，實現(xiàn)低損耗；熱阻低，易于散熱，簡化了設計空間，低成本單模封裝，方便了集中安裝接散熱片，為設計高集成度的電機控制器提供了便利；內(nèi)置短路、欠壓保護電路。且不需要高速光耦隔離，明顯減少了電機的死區(qū)時間；輸入接口電路采用高電平驅動邏輯，消除了舊產(chǎn)品低電平驅動方式對電源投入和切斷時的時序要求。增強了模塊自保護能力；輸入信號端內(nèi)置下拉電阻，外部無須再下拉電阻，可直接由DSP或3V級單片機驅動。

如上圖所示，圖1為IPM模塊的上驅動部分，圖2為IPM模塊的下驅動部分。一個完整的DIP-IPM模塊包括三個上驅動部分和一個下驅動部分，在圖1中給出的只是U相的驅動電路，V、W相與U相的電路完全相同。下面就結合內(nèi)部結構對模塊進行說明。

UP，VP，WP，UN，VN，WN，控制信號輸入端子，此為控制開關運行的信號輸入端子，信號為電壓型。這些端子在模塊內(nèi)部與5V CMOS施密特觸發(fā)電路相連。各信號線可直接與單片機輸出口連接，無需接光耦隔離。

P為逆變器直流母線的正電源端。在模塊內(nèi)部，此端與上臂IGBT的集電極相連。為抑制直流母線引線和PCB上寄生電感引起的浪涌電壓，應在非常靠近P，N端子處加平滑電容或具有良好頻率特性的小薄膜電容。
N為逆變器直流母線的負電源端(主電路地)。在模塊內(nèi)部，此端與下臂IGBT的發(fā)射極相連。