D ESCRIÇÃO F UNCIONAL DO C ONTROLE

Conforme pode ser visto na Fig. 5.1, são monitoradas as tensões de saída do conversor V01 e V02, a tensão da rede Vin e a corrente de entrada IL. Essas

grandezas físicas são monitoradas através de circuitos de interfaces, que condicionam os sinais a níveis compatíveis com a entrada do conversor analógico- digital do DSP.

A tensão de entrada Vin passa, inicialmente, por um retificador de

precisão e, posteriormente, por um circuito de ajuste de ganho, de tal forma a obter um nível de tensão proporcional e compatível com o nível de tensão permitido na entrada do sistema ADC. Amostras de Vin são obtidas e convertidas

As tensões de saída V01 e V02 são condicionadas por intermédio de um

circuito de medição, baseado em transdutores de efeito Hall, e amostradas pelas entradas ADC3 e AUX1 do A/D.

A corrente de entrada, IL, é retificada e monitorada por um circuito de

medição de corrente; também é empregado o sensor de efeito Hall, passando por um circuito de ajuste de ganho a fim de adaptar o sinal de corrente, já transformado em tensão, aos níveis do A/D.

Observa-se, na Fig. 5.1, que a amostra do sinal de tensão da rede (Vin)

também passa por circuito de saturação, onde sua função é simplesmente indicar ao DSP em qual semiciclo da rede encontra-se operando o conversor, positivo ou negativo. Essa informação é importante no sentido de indicar qual das saídas do conversor é suscetível de controle e regulação por intermédio da malha de tensão, através da ação de comando sobre os interruptores.

Conforme descrito no capítulo 4, a referência de corrente é obtida da composição dos sinais de tensão de saída (V01 e V02) e da forma de onda de tensão

de entrada Vin. Essa referência é comparada com a amostra da corrente de entrada

do conversor IL; o erro resultante é aplicado ao controlador de corrente tipo PI,

cuja saída determina a largura do pulso a ser aplicado aos interruptores, utilizando-se o módulo PWM do ADMC331.

A saída PWM do DSP é enviada a um circuito de driver, desenhado especificamente para o acionamento de interruptores de potência.

No próximo item, descrevem-se as rotinas implementadas a fim de satisfazer o processo de aquisição e operação das variáveis envolvidas no sistema de controle. Cabe salientar que, sendo o processo de controle digital, o DSP tem a função de monitorar as grandezas elétricas do conversor participantes do processo, bem como efetuar as operações concernentes às leis de controle do retificador monofásico.

5.3 P

A programação dos periféricos envolvidos no controle do conversor, sistema ADC e o controlador PWM  bem como a implementação da lei de controle , é feita utilizando-se de uma linguagem de programação própria, desenvolvida pelo fabricante do DSP. O conjunto completo das instruções da família ADSP-2100 pode ser encontrado em [21]. O digrama de blocos do programa, implementado no ADMC331, pode ser visto na Fig. 5.2.

Primeiramente, todas as variáveis e constantes são criadas e iniciadas nas memórias de dados e programas, bem como são alocados espaços na memória de programa a fim de acomodar as macros, que são pequenas rotinas, responsáveis pela inicialização e chamadas das rotinas dos controladores e de cálculo do valor médio.

Logo após, é feita a configuração do módulo PWM trifásico, programando-se a unidade em função das variáveis freqüência PWM, razão cíclica, tempo morto, etc. A próxima etapa refere-se às inicializações dos vetores de interrupções, preparando-se a acomodação das rotinas de serviço de interrupção.

Depois de programada a unidade PWM, inicia-se sua operação. Conforme detalhes mostrados no apêndice A, é gerado um pulso sincronizado com a freqüência PWM a cada início do período PWM. É justamente nesse ponto que o programa fica em estado de espera, aguardando esse pulso de sincronismo PWMSYNC, via interrupção.

Uma vez recebida essa interrupção, o programa segue para a rotina de serviço de interrupção do PWMSYNC, dando seqüência à execução do programa, resultando na leitura das tensões de saída V01 e V02 da tensão de entrada Vin e da

corrente de entrada IL. Com os valores das tensões de saída é calculado o valor

O controlador de tensão começa a atuar depois que a tensão de saída atingir certo limite estabelecido no projeto, antes disso a referência de corrente é composta somente pela medida da tensão de entrada Vin.

Observa-se, no diagrama de blocos da Fig. 5.2, que se atribui à saída do controlador de tensão o valor unitário (1), até a tensão de saída alcançar um certo limite. Uma vez que a saída de tensão atinja um valor adequado, o programa passa a verificar em que semiciclo da tensão da rede de alimentação encontra-se operando − positivo ou negativo −, calcula o erro de tensão para a saída específica e determina a ação de controle do controlador de tensão.

Atribui-se como limite de tensão na saída do conversor um valor maior que a metade da tensão de referência.

Em seguida, o ADMC331 calcula a corrente de referência (Iref) que é a

composição dos sinais Vin e da saída do controlador de tensão; a partir desta,

calcula-se o erro de corrente que é aplicado ao controlador de corrente. A saída desse controlador é adaptada ao intervalo válido de razão cíclica, valor compreendido entre os limites zero (0) e o máximo possível (PWMTM). Esse valor é levado ao registrador PWMCHA, determinando-se o valor da largura do pulso PWM, isto é, a razão cíclica.

O programa então volta ao estágio inicial e fica aguardando por uma nova interrupção do módulo PWM.

Inicio

Inicialização das variáveis e constantes Inicialização do PWM e interrupções PWMSYNC Conversor ADC IL,VIN,V01 e V02

Cálculo do valor médio de V01 e V02 (V01+V02) > Limite erro_V(k) = V_ref(k)- V₀ Controlador de Tensão Uv(k) IREF(k) =|Vin(k)|.Uv(k)

erro(k)= IREF(k) -|IL(k)|

Controlador de Corrente Ui(k) Ajuste de escala Ui(k) PWM Uv(k) = 1 Sim Não Sim Não Semiciclo + U+(k-1) = e+(k-1) Não Sim V0 = V01med V0 = V02med U-(k-1) = e-(k-1)

Fig. 5.2 – Diagrama de blocos do programa.

5.4 C

São apresentados, neste item, os circuitos empregados na implementação da interface entre o conversor e o controlador DSP ADCM331, o circuito do conversor e o driver empregado no acionamento dos interruptores do retificador dobrador de tensão.