圖1  AD2S100內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

1 AD2S100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與原理
    AD2S100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。它主要包括3部分：三相／兩相變換、矢量旋轉(zhuǎn)變換和兩相／三相變換。另外還有一個(gè)三相平衡檢測(cè)及指示功能塊。
 

                      圖3  AD2S100引腳配置圖

2.1 AD2S100引腳配置
    AD2S100引腳如圖3。它采用44引腳PLCC封裝，圖中未列出的引腳未空腳。AD2S100采用 ±雙電源供電，工作時(shí)AGND與DGND短接。其φ角輸入是數(shù)字信號(hào)，信號(hào)電平與標(biāo)準(zhǔn)TTL電平兼容?，F(xiàn)對(duì)配置圖作如下說明：

(1)90⁰正交兩相信號(hào)輸入。sinθ、cosθ從PH/IP4、PH/IPl輸入。

(2)三相信號(hào)cosθ 、cos(θ-120⁰)、cos（θ+120⁰ ）。正常電平輸入腳是PH/IPl、PH/IP2、PH/IP3，高電平信號(hào)輸入是PH/IPHl、PH/IPH2、PH/IPH3。

(3)三相信號(hào)只輸入兩相時(shí)，是cos(θ+120⁰)和cos(θ-120⁰) 。分別從PH/IP2和PH/IP3輸入。

(4)任何情況下，11～17腳中未用引腳，一律懸空。

2.2 輸入輸出信號(hào)
　　AD2S100的輸入電壓信號(hào)有兩種電壓范圍：正常時(shí)電壓是±3.3V，高電平輸入時(shí)電壓可達(dá)正、負(fù)電源電壓。采用何種方式，由后述輸入方式選擇決定。當(dāng)用高電平輸入時(shí)，電壓信號(hào)先經(jīng)過系數(shù)為0.56的衰減后再進(jìn)行變換，輸出電壓信號(hào)范圍是+3.3V，輸出端最小負(fù)載阻抗2KΩ 。當(dāng)STROBE出現(xiàn)正脈沖后，即啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換過程，STROBE最高脈沖頻率為300kHz。BUSY在STROBE有效后即成高電平，并維持2μS ，然后變低，直到下一次STROBE到來。STROBE脈寬必須太于100ns。

2.3 典型應(yīng)用電路
　　在具體應(yīng)用中，應(yīng)在Vdd與AGND、Vss與AGND之間應(yīng)并上100 陶瓷電容和10 電解電容，這樣可增強(qiáng)芯片的抗干擾能力,且每用一片AD2S100，電容都要單獨(dú)加。另外，AD2S100易受靜電損傷，使用時(shí)應(yīng)注意。 
 

2.4 輸入方式選擇
　　AD2S100輸入方式由CONVl和CONV2腳上邏輯電平?jīng)Q定。

　　方式l：CONVl懸空，CONV2接地。此方式下輸入兩相正交信號(hào)，由PH/IPl和PH/IP4輸入。

　　方式2：CONVl接地，CONV2接正電源。這時(shí)輸入三相信號(hào)，高電平輸入時(shí)只能工作于方式2，該方式也適用于正常電平輸入。
 
　　方式3：CONVl與CONV2均接正電源。這時(shí)從PH/IP2和PH/IP3輸入三相中的兩相信號(hào)，另一相信號(hào)由芯片內(nèi)部產(chǎn)生。在這種方式下不平衡檢測(cè)功能失效。

3 AD2S100在永磁同步電機(jī)控制中的應(yīng)用實(shí)例
　　由于AD2S100具有矢量運(yùn)算功能，因此它可以用在永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)中，本系統(tǒng)中永磁同步電機(jī)采用自控式變頻調(diào)速方法，采用TMS320F240作為主CPU。電機(jī)軸上安裝旋轉(zhuǎn)變壓器，可以檢測(cè)永磁體的磁極位置。控制定子電流即可控制轉(zhuǎn)子磁鏈，從而產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)距。其矢量控制框圖見圖4。其控制過程如下：

1.通過旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)得電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的模擬信號(hào)，經(jīng)分解器數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2S83轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)可以計(jì)算出轉(zhuǎn)子的速度ω。

2.檢測(cè)定子兩相電流i_a ，i_b ，經(jīng)abc軸系到dq軸系的矢量變換后，便得到檢測(cè)值i_d ，i_q 。

3.檢測(cè)到的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速和給定的轉(zhuǎn)速相比較，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出交軸電流給定值i_q^*。

4.控制直軸電流給定值i_d=0 ，把交直軸電流給定值分別與實(shí)際值相比較，然后分別經(jīng)電流PI調(diào)節(jié)器，輸出交直軸電壓值u_d和u_q ，再經(jīng)過坐標(biāo)變換，生成αβ軸系上的電壓值u_α和u_β 。

5.確定u_α和u_β的合成矢量位于空間電壓矢量所圍成6個(gè)扇區(qū)中的哪個(gè)扇區(qū)之內(nèi)，并且計(jì)算該扇區(qū)兩相鄰電壓矢量以及零矢量各自所占的時(shí)間，最后給80C196MC中的相關(guān)寄存器賦值，輸出逆變器所需的PWM信號(hào)。