假設您是一位工業驅動系統設計師,現在有個任務請您提出一個專為系統馬達所設計的電源保護方案。無論決定採用哪種解決方案,都必須考慮系統於異常情況下發生過電壓、欠電壓和過電流的情形,如果無法適當地設計考慮這些情況,當系統因過電流而產生問題,或是馬達因過電壓/欠電壓而過熱時,系統馬達都將受到損壞。隨著時間的推移,這將導致潛在的全系統故障,也意味著機器停止和營收損失。

在這種情況下,可能會決定增加一個外部電源保護電路來監測過電壓或過電流情況,並在需要時發送通知以切斷馬達的電源。這擴大了系統的物料清單(BOM),也增加了成本並佔用了空間。

C2000 Delfino F28377x和Piccolo F28004x MCU系列以多達8個內建比較器子系統(CMPSS)的形式為這些電源設計問題提供解決方案。每個CMPSS包含兩個類比比較器,比較器H(高)和比較器L(低),以及12位元整合數位類比轉換器(DAC)。CMPSS使用每個比較器提供不同的電壓或電流閾值,其輸出可用於驅動觸發區(trip zone),這會強制脈衝寬度調變(PWM)進入四個可能狀態之一:高、低、高阻抗或無行動。晶片內建比較器是非同步的:無論系統的狀態如何,當比較器的輸入發生改變時,例如觸發等事件,它們都會立即做出反應。這意味著發生異常事件時,整個過程以及PWM輸出變化僅需要約55ns。

根據發生的情況,可以透過觸發區子模組(傳送觸發訊號的位置)執行一系列操作。在發生短路或過電流情況時,觸發區子模組允許一次性觸發(OSHT)。週期的(CBC)觸發也可能使電流或電壓超過特定閾值時限制了電流或電壓。

最後,F2837x和F28004x亦能實現了設計的彈性,因為除了改變PWM狀態之外,觸發訊號還可以應用在其他情況。這些裝置利用一系列多工器的交叉開關(X-BAR),以便將多個訊號連接到單一位置。這提供了非常彈性的訊號路徑。增強型脈衝寬度調變(ePWM)X-BAR可使CMPSS輸出直接發送到觸發區子模組,進而實現低延時觸發。然而,X-BAR系統的實用性藉由輸出X-BAR得到進一步增強,可將觸發訊號的外部路徑連到通用型輸入/輸出(GPIO)針腳。這對於系統其他部分需要傳送通知異常事件時,非常有用。例如:在工業驅動空間有一種使用情況是將觸發訊號發送至安全斷開扭矩(STO)電路,此電路在被啟動時阻止馬達軸進一步旋轉。