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 圖3-1  系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
3.1 CAN總線硬件設(shè)計(jì)
DSP芯片TMS320LF2407A中內(nèi)嵌了一個(gè)CAN控制器，CAN總線通訊在本文實(shí)現(xiàn)的逆變器并聯(lián)的實(shí)現(xiàn)中起到重要的作用，它為并聯(lián)運(yùn)行提供了同步信號(hào)以及電流給定值的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)與CAN總線接口時(shí)，必須配上CAN總線接受器[2]， DSP芯片TMS320LF2407A采用3.3V電源供電， TI公司專門為3.3 V供電的240x系列DSP設(shè)計(jì)了3種型號(hào)的CAN總線收發(fā)器，即SN65HVD230、SN65HVD231和SN65HVD232。它們都是采用3.3 V電源，總線上最多可連120個(gè)節(jié)點(diǎn)，溫度升高到一定值時(shí)，總線自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)點(diǎn)上電或移去對(duì)總線上的其他節(jié)點(diǎn)沒有影響，該系列器件支持傳輸速率高達(dá)1Mbps。在本系統(tǒng)中就是選用了SN65HVD232作為CAN接受器，它的引腳分布如圖3-2所示。引腳1(D)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，引腳4(R)用于接收數(shù)據(jù)，它們應(yīng)分別連接到DSP芯片的CANTX/IOP6和CANTX/IOP7。
 
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為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在兩個(gè)DSP的CAN通訊之間使用了高速光耦6N137構(gòu)成隔離電路如圖3-3，3-4所示。采用6N137高速光電耦合器，CAN的網(wǎng)絡(luò)速度可以達(dá)到和電阻網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)時(shí)的速度一樣[3]。數(shù)據(jù)發(fā)送隔離圖中CANTX和數(shù)據(jù)接收隔離電路中的CANRX均為DSP上的引腳，CANTX為CAN發(fā)送數(shù)據(jù)引腳，CANRX為CAN接受數(shù)據(jù)引腳，電路中的R1為限流電阻，光耦6N137輸入電流不能小于7.5mA；電阻R2為上拉電阻；電阻R3為CAN總線網(wǎng)絡(luò)兩端的匹配電阻，這里選取的是120Ω電阻[4],匹配電阻起著相當(dāng)重要的作用，忽略掉它們，會(huì)使系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的抗干擾性大大降低甚至無法正常工作。
3.2 CAN總線軟件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用爭(zhēng)主的主從控制策略實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)的通信。所有從模塊的同步信號(hào)、電流瞬時(shí)幅值基準(zhǔn)取自主模塊。為了適應(yīng)并聯(lián)冗余的要求，避免主模塊故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的工作癱瘓，主模塊是動(dòng)態(tài)確立的。每隔一定的時(shí)間，各個(gè)模塊都要廣播一個(gè)“爭(zhēng)主”請(qǐng)求，如果尚未確立主模塊、或者已經(jīng)確立的主模塊故障則最先發(fā)出“爭(zhēng)主”請(qǐng)求的模塊就可以成為新的主模塊。利用爭(zhēng)主主從控制的原則，在某一主模塊失效的情況下，由其他從模塊競(jìng)爭(zhēng)成為主模塊，代替原有主模塊的地位，這樣的機(jī)制可以保證整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)通信主節(jié)點(diǎn)的癱瘓?jiān)斐烧麄€(gè)逆變模塊通信系統(tǒng)的癱瘓[5]。[!--empirenews.page--]
對(duì)TMS320LF2407A的CAN控制器的編程主要是利用幾個(gè)郵箱進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，配置有6個(gè)郵箱，2個(gè)接收(0，1號(hào))，2個(gè)發(fā)送(4，5號(hào))，2個(gè)可配置(2，3號(hào))；每個(gè)郵箱數(shù)據(jù)長度為8B。設(shè)置郵箱3為發(fā)送非廣播郵箱，郵箱2為接收非廣播信息郵箱，郵箱4為發(fā)送廣播的郵箱，郵箱0為接收廣播的郵箱。整個(gè)通信系統(tǒng)主要分為一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其中郵箱4，在一定的時(shí)間定期以廣播的形式向總線發(fā)送爭(zhēng)主請(qǐng)求，以探測(cè)主節(jié)點(diǎn)是否工作正常。郵箱0的功能就是接收并區(qū)分這兩種信息，并判斷自身的地位，決定是否利用郵箱4發(fā)送反對(duì)爭(zhēng)主請(qǐng)求。郵箱2的主要功能是接收主節(jié)點(diǎn)的控制信息，并且通知郵箱3發(fā)送響應(yīng)的響應(yīng)信息。在圖3-5中給出了關(guān)于信息發(fā)送流程的描述。

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