控制网

                        图1  AD2S100内部结构框图

1 AD2S100的内部结构与原理
    AD2S100的内部结构框图如图1所示。它主要包括3部分：三相／两相变换、矢量旋转变换和两相／三相变换。另外还有一个三相平衡检测及指示功能块。
 

                      图3  AD2S100引脚配置图

2.1 AD2S100引脚配置
    AD2S100引脚如图3。它采用44引脚PLCC封装，图中未列出的引脚未空脚。AD2S100采用 ±双电源供电，工作时AGND与DGND短接。其φ角输入是数字信号，信号电平与标准TTL电平兼容。现对配置图作如下说明：

(1)90⁰正交两相信号输入。sinθ、cosθ从PH/IP4、PH/IPl输入。

(2)三相信号cosθ 、cos(θ-120⁰)、cos（θ+120⁰ ）。正常电平输入脚是PH/IPl、PH/IP2、PH/IP3，高电平信号输入是PH/IPHl、PH/IPH2、PH/IPH3。

(3)三相信号只输入两相时，是cos(θ+120⁰)和cos(θ-120⁰) 。分别从PH/IP2和PH/IP3输入。

(4)任何情况下，11～17脚中未用引脚，一律悬空。

2.2 输入输出信号
　　AD2S100的输入电压信号有两种电压范围：正常时电压是±3.3V，高电平输入时电压可达正、负电源电压。采用何种方式，由后述输入方式选择决定。当用高电平输入时，电压信号先经过系数为0.56的衰减后再进行变换，输出电压信号范围是+3.3V，输出端最小负载阻抗2KΩ 。当STROBE出现正脉冲后，即启动一次转换过程，STROBE最高脉冲频率为300kHz。BUSY在STROBE有效后即成高电平，并维持2μS ，然后变低，直到下一次STROBE到来。STROBE脉宽必须太于100ns。

2.3 典型应用电路
　　在具体应用中，应在Vdd与AGND、Vss与AGND之间应并上100 陶瓷电容和10 电解电容，这样可增强芯片的抗干扰能力,且每用一片AD2S100，电容都要单独加。另外，AD2S100易受静电损伤，使用时应注意。 
 

2.4 输入方式选择
　　AD2S100输入方式由CONVl和CONV2脚上逻辑电平决定。

　　方式l：CONVl悬空，CONV2接地。此方式下输入两相正交信号，由PH/IPl和PH/IP4输入。

　　方式2：CONVl接地，CONV2接正电源。这时输入三相信号，高电平输入时只能工作于方式2，该方式也适用于正常电平输入。
 
　　方式3：CONVl与CONV2均接正电源。这时从PH/IP2和PH/IP3输入三相中的两相信号，另一相信号由芯片内部产生。在这种方式下不平衡检测功能失效。

3 AD2S100在永磁同步电机控制中的应用实例
　　由于AD2S100具有矢量运算功能，因此它可以用在永磁同步电机的矢量控制系统中，本系统中永磁同步电机采用自控式变频调速方法，采用TMS320F240作为主CPU。电机轴上安装旋转变压器，可以检测永磁体的磁极位置。控制定子电流即可控制转子磁链，从而产生恒定的转距。其矢量控制框图见图4。其控制过程如下：

1.通过旋转变压器测得电机转子位置的模拟信号，经分解器数字转换器AD2S83转换为数字信号，同时可以计算出转子的速度ω。

2.检测定子两相电流i_a ，i_b ，经abc轴系到dq轴系的矢量变换后，便得到检测值i_d ，i_q 。

3.检测到的电机实际转速和给定的转速相比较，经PI调节器输出交轴电流给定值i_q^*。

4.控制直轴电流给定值i_d=0 ，把交直轴电流给定值分别与实际值相比较，然后分别经电流PI调节器，输出交直轴电压值u_d和u_q ，再经过坐标变换，生成αβ轴系上的电压值u_α和u_β 。

5.确定u_α和u_β的合成矢量位于空间电压矢量所围成6个扇区中的哪个扇区之内，并且计算该扇区两相邻电压矢量以及零矢量各自所占的时间，最后给80C196MC中的相关寄存器赋值，输出逆变器所需的PWM信号。