原标题：基于ADSP-CM408和AD7403的电机电流检测系统方案

电流环是电机控制的核心环节，世健的EPSH-MPC开发平台涵盖了电机应用中全部的相电流检测功能，支持不同功率等级的电机电流环的设计，完整精确地实现了电流环回路的电流采集、PWM信号的调制、片内ADC信号链路调理及采集、编码器位置信号的采集，提供了电机的开环控制，通过提供完整的硬件设计和图型化的上位机软件，可帮助客户快速评估性能和缩短设计周期。

针对中小功率电机应用，EPSH-MPC开发平台提供隔离模数转换器AD7403电流采样，外部电流回路经过分流电阻转换成相应的分流电压输入到AD7403的电压测试端，AD7403依据CM408F给定的时钟信号输出ADC位码流，CM408F对输入的位码流启用内置的SINC滤波器计算出相应的16位ADC值，并将数据通过DMA的方式存入相应的环形队列，上位机软件可通过UART-USB口或RS485口获得数据样本的显示，可直观看出AD7403的采集效果，并可将采集数据存储成excel表格，方便对数据进行相应的分析。

针对大功率电机应用，CM408F-MPC开发平台提供基于ADSP-CM408片内高性能的16位SAR ADC的采用输入，通过相应的信号调理电路，可实现0-2.5V的信号输入，支持霍尔器件+SAR ADC 应用。

CM408F-MPC开发平台提供一组数字隔离的PWM信号输出，通过调节可调电阻可更改PWM信号的频率及占空比。在调节的过程中可通过相应的接口接示波器观察相应信号的变化。

CM408F-MPC开发平台提供通过A/B/I信号接口的编码器测试位置信息，该接口同样采用了数字隔离，通过上位机的自动循环采集，可实时的观测当前位置信息，客户可依此信息通过M/T算法计算速度。

针对电机电流环应用而图型化设计的上位机软件，具有波形显示、采集数据显示、编码器显示，PWM死区时间设置功能 。

电路板实物图

软件设计

这是世健国际贸易(上海)有限公司开发的上位机软件，具有波形显示、采集数据显示、编码器显示，PWM死区时间设置功能。在正确设置串口参数并成功打开串口之后，可启动循环采集，软件根据设置的循环发送周期发送数据采集命令，CM40X-MPC主板根据命令返回采集数据，进行相应的数据显示。

硬件设计

在此方案中我们提供如下接口：

2通道SAR ADC输入(0 – 5V 电压测量)

2通道 7403 隔离ADC 输入(±250mv)

1个A/B/I 信号磁编码器接口

1组数字磁隔离PWM接口

IPM 模块FO信号隔离输入

1个UART转USB接口

1个RS485接口

8路光耦隔离信号输出

8路光耦隔离信号输入

1个CAN接口

4个LED

【ADSP-CM408F】

带13+ ENOB ADC、LQFP176的240MHz ARM Cortex-M4

产品详情

ADSP-CM407F混合信号控制处理器集成双通道高精度16位ADC和一个ARM® Cortex-M4TM处理器内核，其浮点运算单元工作于240 MHz的内核时钟频率，集成384KB SRAM存储器、2MB闪存，以及专门针对光伏(PV)逆变器控制、电机控制和其他嵌入式控制应用而优化的加速器和外设。

优势和特点

双通道16位SAR ADC，无失码，13+ ENOB，转换速率达380ns，适应于高精度闭环控制应用。

240 MHz ARM Cortex M4内核集成浮点运算单元，可支持高级编程模型和复杂算法。

384KB SRAM和2MB闪存，从容应对大程序。

高级PWM和定时器功能，可有效提升转矩波动和电机性能。

SINC滤波器，可无缝连接AD74xx隔离式转换器。

谐波分析引擎，可兼容并网连接。

以太网和USB接口，支持网络接口。

2个CAN接口、3个UART、2个SPI、2个SPORT、8个32位定时器、2个双线接口和4个正交编码器接口。

16位异步存储器总结，可连接外置SRAM或FPGA。

24x24 176引脚LQFP封装，搭载91个GPIO引脚和16个ADC输入引脚，专门针对电机控制应用而优化。

最高支持105C的环境工作温度，适用于工业应用

【AD7403】

16位隔离式Σ-Δ型调制器

产品详情

AD7403是一款高性能的二阶Σ-Δ型调制器，片上的数字隔离采用ADI公司的iCoupler®技术，能将模拟输入信号转换为高速单比特数据流。 AD7403采用5 V (VDD1) 电源供电，可输入±250 mV的差分信号(满量程±320 mV)。 该差分输入信号非常适合用于在要求电流隔离的高电压应用中监控分流电压。

模拟输入由高性能模拟调制器连续采样，并转换为数据率最高为20 MHz且密度为1的数字输出流。 通过适当的数字滤波器可重构原始信息，以在78.1 kSPS时实现88 dB的信噪比(SNR)。 串行输入/输出可采用5 V或3 V电源供电 (VDD2)。

串行接口采用数字式隔离。 通过将高速互补金属氧化物半导体(CMOS)技术和单片变压器技术结合在一起，较之传统光耦合器等其它元件来说，片内隔离能提供更加优异的工作特性。 AD7403采用16引脚宽体SOIC封装，工作温度范围为−40°C至+125°C。 AD7403-8采用8引脚宽体SOIC封装，工作温度范围为−40°C至+105°C。

应用

分路电流监控

交流电机控制

功率和太阳能逆变器

风轮机逆变器

数据采集系统

模数及光隔离器的方案替代

优势和特点

外部时钟输入速率：5 MHz至20 MHz

16位无失码

信噪比(SNR)：88 dB(典型值)

有效位数(ENOB)：14.2位(典型值)

典型失调温漂：1.6 μV/°C(典型值)

片内数字隔离器

片内基准电压源

欲了解更多特性，请参考数据手册

AD7403-EP支持防务和航空航天应用(AQEC标准)

下载AD7403-EP数据手册

军用温度范围：-55°C至+125°C

受控制造基线

唯一封装/测试厂

唯一制造厂

增强型产品变更通知

认证数据可应要求提供

V62/16625 DSCC图纸号

带13+ ENOB ADC、LQFP176的240MHz ARM Cortex-4+

AD7403

16位隔离式Σ-Δ型调制器