电子工程世界电子工程世界电子工程世界

产品描述

搜索
 

DM330023-2

器件型号:DM330023-2
器件类别:热门应用    无线/射频/通信   
厂商名称:Microchip
厂商官网:https://www.microchip.com
下载文档 在线购买

DM330023-2在线购买

供应商 器件名称 价格 最低购买 库存  
DM330023-2 ¥4,896.96 1 点击查看 点击购买

器件描述

MICROCHIP - DM330023-2 - DEV BOARD; DSPIC MCHV-2 MOTOR CONTROL

MICROCHIP - DM330023-2 - DEV BOARD; DSPIC MCHV-2 电动机 控制

DM330023-2器件文档内容

                                 dsPICDEMTM MCHV
                                  Development System

                                            User's Guide

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A
Note the following details of the code protection feature on Microchip devices:
Microchip products meet the specification contained in their particular Microchip Data Sheet.

Microchip believes that its family of products is one of the most secure families of its kind on the market today, when used in the
      intended manner and under normal conditions.

There are dishonest and possibly illegal methods used to breach the code protection feature. All of these methods, to our
      knowledge, require using the Microchip products in a manner outside the operating specifications contained in Microchip's Data
      Sheets. Most likely, the person doing so is engaged in theft of intellectual property.

Microchip is willing to work with the customer who is concerned about the integrity of their code.

Neither Microchip nor any other semiconductor manufacturer can guarantee the security of their code. Code protection does not
      mean that we are guaranteeing the product as "unbreakable."

Code protection is constantly evolving. We at Microchip are committed to continuously improving the code protection features of our
products. Attempts to break Microchip's code protection feature may be a violation of the Digital Millennium Copyright Act. If such acts
allow unauthorized access to your software or other copyrighted work, you may have a right to sue for relief under that Act.

Information contained in this publication regarding device         Trademarks
applications and the like is provided only for your convenience
and may be superseded by updates. It is your responsibility to     The Microchip name and logo, the Microchip logo, dsPIC,
ensure that your application meets with your specifications.       KEELOQ, KEELOQ logo, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART,
MICROCHIP MAKES NO REPRESENTATIONS OR                              rfPIC and UNI/O are registered trademarks of Microchip
WARRANTIES OF ANY KIND WHETHER EXPRESS OR                          Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries.
IMPLIED, WRITTEN OR ORAL, STATUTORY OR
OTHERWISE, RELATED TO THE INFORMATION,                             FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor,
INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ITS CONDITION,                        MXDEV, MXLAB, SEEVAL and The Embedded Control
QUALITY, PERFORMANCE, MERCHANTABILITY OR                           Solutions Company are registered trademarks of Microchip
FITNESS FOR PURPOSE. Microchip disclaims all liability             Technology Incorporated in the U.S.A.
arising from this information and its use. Use of Microchip
devices in life support and/or safety applications is entirely at  Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard,
the buyer's risk, and the buyer agrees to defend, indemnify and    dsPICDEM, dsPICDEM.net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN,
hold harmless Microchip from any and all damages, claims,          ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial
suits, or expenses resulting from such use. No licenses are        Programming, ICSP, ICEPIC, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB
conveyed, implicitly or otherwise, under any Microchip             Certified logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, nanoWatt XLP,
intellectual property rights.                                      Omniscient Code Generation, PICC, PICC-18, PICkit,
                                                                   PICDEM, PICDEM.net, PICtail, PIC32 logo, REAL ICE, rfLAB,
                                                                   Select Mode, Total Endurance, TSHARC, WiperLock and
                                                                   ZENA are trademarks of Microchip Technology Incorporated
                                                                   in the U.S.A. and other countries.

                                                                   SQTP is a service mark of Microchip Technology Incorporated
                                                                   in the U.S.A.

                                                                   All other trademarks mentioned herein are property of their
                                                                   respective companies.

                                                                   2009, Microchip Technology Incorporated, Printed in the
                                                                   U.S.A., All Rights Reserved.

                                                                        Printed on recycled paper.

DS70605A-page ii                                                   Microchip received ISO/TS-16949:2002 certification for its worldwide
                                                                   headquarters, design and wafer fabrication facilities in Chandler and
                                                                   Tempe, Arizona; Gresham, Oregon and design centers in California
                                                                   and India. The Company's quality system processes and procedures
                                                                   are for its PIC MCUs and dsPIC DSCs, KEELOQ code hopping
                                                                   devices, Serial EEPROMs, microperipherals, nonvolatile memory and
                                                                   analog products. In addition, Microchip's quality system for the design
                                                                   and manufacture of development systems is ISO 9001:2000 certified.

                                                                                                        2009 Microchip Technology Inc.
           dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT
                            SYSTEM USER'S GUIDE

               Safety Notice

The safety notices and operating instructions provided should be adhered to, to
avoid a safety hazard. If in any doubt, consult your supplier.

WARNING This system must be earthed (grounded) at all times.
CAUTION The system should not be installed, operated, serviced or modified
except by qualified personnel who understand the danger of electric shock
hazards and have read and understood the user instructions. Any service or
modification performed by the user is done at the user's own risk and voids all
warranties.
WARNING The output terminals are NOT isolated from the incoming AC mains
supply and may be at up to 410V with respect to ground, regardless of the input
mains supply voltage applied. These terminals are live during operation AND for
five minutes after disconnection from the supply. Do not attempt to access the
terminals or remove the cover during this time.
WARNING The unit may obtain power through the output terminals if these are
connected to a rotating motor acting as a generator. If this is the case, then the
previous warning also applies (i.e., the output terminals are live when connected
to the generator and for five minutes after the generator has been stopped). Note
that this case can arise even when the unit has been disconnected from the
incoming AC mains supply.
CAUTION If a motor is connected to the output of this unit, the frame should be
connected to the output protective ground terminal provided. Particular care
should be taken to mechanically guard such a motor, bearing in mind that
unexpected behavior is likely to result from the process of code development.
CAUTION For continued protection against the risk of fire, replace the fuse with
one of the same type only (i.e., Fast Act Fuse 15A/250 V).

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page iii
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                            The system is intended for evaluation and development purposes and
                              should only be operated in a normal laboratory environment as defined by
                              IEC 61010-1:2001.

                            Clean with a dry cloth only.

                            Operate flat on a bench, do not move during operation and do not block the
                              ventilation holes.

                            The system should not be operated without all the supplied covers fully
                              secured in place.

                            The system should not be connected or operated if there is any apparent
                              damage to the unit.

                            The unit is designed to be connected to the AC mains supply via a standard
                              non-locking plug. As the unit has no mains switch, this plug constitutes the
                              means of disconnection from the supply and thus the user must have
                              unobstructed access to this plug during operation.

DS70605A-page iv   2009 Microchip Technology Inc.
                          dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT
                                           SYSTEM USER'S GUIDE

                           Table of Contents

Chapter 1. Introduction

                   1.1 Overview ........................................................................................................ 7

Chapter 2. Getting Started

                   2.1 Board Components ...................................................................................... 13
                   2.2 User Interface ............................................................................................... 14
                   2.3 Connecting the System ................................................................................ 15
                   2.4 Power Sequences ........................................................................................ 19

Chapter 3. Running the Demonstration
Chapter 4. Hardware

                   4.1 Power Factor Correction (PFC) Stage Board ............................................... 29
                   4.2 Power Module Stage .................................................................................... 33
                   4.3 Electrical Specifications ................................................................................ 43

Appendix A. Board Layout and Schematics

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page v
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page vi   2009 Microchip Technology Inc.
                                 dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT
                                                 SYSTEM USER'S GUIDE

                                        Preface

                                NOTICE TO CUSTOMERS

   All documentation becomes dated, and this manual is no exception. Microchip tools and
   documentation are constantly evolving to meet customer needs, so some actual dialogs and/
   or tool descriptions may differ from those in this document. Please refer to our web site
   (www.microchip.com) to obtain the latest documentation available.

   Documents are identified with a "DS" number. This number is located on the bottom of each
   page, in front of the page number. The numbering convention for the DS number is
   "DSXXXXXA", where "XXXXX" is the document number and "A" is the revision level of the
   document.

   For the most up-to-date information on development tools, see the MPLAB IDE on-line help.
   Select the Help menu, and then Topics to open a list of available on-line help files.

INTRODUCTION

                           This preface contains general information that will be useful to know before using the
                           dsPICDEMTM Motor Control High-Voltage (MCHV) Development System. Topics
                           discussed in this preface include:

                            Document Layout
                            Conventions Used in this Guide
                            Warranty Registration
                            Recommended Reading
                            The Microchip Web Site
                            Development Systems Customer Change Notification Service
                            Customer Support
                            Document Revision History

DOCUMENT LAYOUT

                           This user's guide describes how to use the dsPICDEMTM MCHV Development System.
                           The document is organized as follows:

                            Chapter 1. "Introduction" This chapter introduces the dsPICDEMTM MCHV
                              Development System and provides a brief overview of its features.

                            Chapter 2. "Getting Started" This chapter provides information on getting
                              started with the dsPICDEMTM MCHV Development System.

                            Chapter 3. "Running the Demonstration" This chapter describes the demon-
                              stration software that is preloaded on the dsPIC33F device that accompanies the
                              dsPICDEMTM MCHV Development System.

                            Chapter 4. "Hardware" This chapter describes the hardware on the
                              dsPICDEMTM MCHV Development System.

                            Appendix A. "Board Layout and Schematics" This appendix provides
                              diagrams of the hardware layout, as well as schematic diagrams for the
                              dsPICDEMTM MCHV Development System.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 1
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

CONVENTIONS USED IN THIS GUIDE

                           This manual uses the following documentation conventions:

                 DOCUMENTATION CONVENTIONS

                 Description                   Represents                             Examples

                 Arial font:                   Referenced books                   MPLAB IDE User's Guide
                 Italic characters             Emphasized text                    ...is the only compiler...
                 Initial caps                  A window                           the Output window
                                               A dialog                           the Settings dialog
                 Quotes                        A menu selection                   select Enable Programmer
                 Underlined, italic text with  A field name in a window or        "Save project before build"
                 right angle bracket           dialog
                 Bold characters               A menu path                        File>Save
                 N`Rnnnn
                                               A dialog button                    Click OK
                 Text in angle brackets < >                                       Click the Power tab
                 Courier New font:             A tab                              4`b0010, 2`hF1
                 Plain Courier New
                                               A number in verilog format,        Press ,
                 Italic Courier New            where N is the total number of
                 Square brackets [ ]           digits, R is the radix and n is a
                 Curly braces and pipe         digit.
                 character: { | }
                 Ellipses...                   A key on the keyboard

                                               Sample source code                 #define START
                                               Filenames                          autoexec.bat
                                               File paths                         c:\mcc18\h
                                               Keywords                           _asm, _endasm, static
                                               Command-line options               -Opa+, -Opa-
                                               Bit values                         0, 1
                                               Constants                          0xFF, `A'
                                               A variable argument                file.o, where file can be
                                                                                  any valid filename
                                               Optional arguments                 mcc18 [options] file
                                                                                  [options]
                                               Choice of mutually exclusive       errorlevel {0|1}
                                               arguments; an OR selection
                                               Replaces repeated text             var_name [,
                                                                                  var_name...]
                                               Represents code supplied by
                                               user                               void main (void)
                                                                                  { ...
                                                                                  }

DS70605A-page 2                                                                    2009 Microchip Technology Inc.
                                                                   Preface

WARRANTY REGISTRATION

                           Please complete the enclosed Warranty Registration Card and mail it promptly.
                           Sending in the Warranty Registration Card entitles users to receive new product
                           updates. Interim software releases are available at the Microchip web site.

RECOMMENDED READING

                           This user's guide describes how to use the dsPICDEMTM MCHV Development System.
                           The device-specific data sheets contain current information on programming the specific
                           microcontroller or digital signal controller devices. Other useful documents are listed
                           below. The following Microchip documents are available and recommended as
                           supplemental reference resources:
                           MPLAB IDE Simulator, Editor User's Guide (DS51025)

                           This user's guide is a comprehensive guide that describes installation and features of
                           Microchip's MPLAB Integrated Development Environment (IDE), as well as the editor
                           and simulator functions in the MPLAB IDE environment.

                           Readme Files

                           For the latest information on using other tools, read the tool-specific Readme files in the
                           Readme subdirectory of the MPLAB IDE installation directory. The Readme files contain
                           updated information and known issues that may not be included in this user's guide.

                           MPASMTM Assembler, MPLINKTM Object Linker, MPLIBTM Object Librarian User's
                           Guide (DS33014)

                           This user's guide describes how to use the Microchip MPASM Assembler, the MPLINK
                           Object Linker and the MPLIB Object Librarian.

                           dsPIC33FJ12MC202 PIM Information Sheet (DS70314)

                           This document provides device specific information for the dsPIC33FJ12MC202 PIM
                           device. The dsPIC33FJ12MC202 is a high-performance 16-bit digital signal controller
                           within a small 28-pin 6x6 mm QFN package.

                           dsPIC33FJ32MC204 PIM Information Sheet (DS70316)

                           This document provides device specific information for the dsPIC33FJ32MC204 PIM
                           device. The dsPIC33FJ32MC204 is a high-performance 16-bit digital signal controller
                           within a small 44-pin QFN package.

                           dsPIC33FJ128MC804 PIM Information Sheet (DS70326)

                           This document provides device specific information for the dsPIC33FJ128MC804 PIM
                           device. The dsPIC33FJ128MC804 is a high-performance 16-bit digital signal controller
                           within a small 44-pin QFN package.

                           dsPIC33FJ256MC710 PIM Information Sheet (DS70564)

                           This document provides device specific information for the dsPIC33FJ256MC710 PIM
                           device. The dsPIC33FJ256MC710 is a high-performance 16-bit digital signal controller
                           within a 100-pin TQFP package.

                           dsPIC33FJ12MC201/202 Data Sheet (DS70265)

                           This data sheet contains device specific information for the dsPIC33FJ12MC201/202
                           Digital Signal Controller (DSC) Devices. The dsPIC33F devices contain extensive
                           Digital Signal Processor (DSP) functionality with a high performance 16-bit
                           microcontroller (MCU) architecture.

                           dsPIC33FJ32MC202/204 and dsPIC33FJ16MC304 Data Sheet (DS70283)

                           This data sheet provides device specific information for the dsPIC33FJ32MC202/204
                           and dsPIC33FJ16MC304 motor control family of devices.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 3
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                           dsPIC33FJ32MC302/304, dsPIC33FJ64MCX02/X04, and dsPIC33FJ128MCX02/
                           X04 Data Sheet (DS70291)

                           This data sheet contains device specific information for the dsPIC33FJ32MC302/304,
                           dsPIC33FJ64MCX02/ X04, and dsPIC33FJ128MCX02/X04 motor control family of
                           devices.

                           dsPIC33FJXXXMCX06/X08/X10 Data Sheet (DS70287)

                           This data sheet contains device specific information for the dsPIC33FJXXXMCX06/
                           X08/X10 motor control family of devices.

                           To obtain any of these documents, visit the Microchip web site at www.microchip.com.

THE MICROCHIP WEB SITE

                           Microchip provides online support via our web site at www.microchip.com. This web
                           site is used as a means to make files and information easily available to customers.
                           Accessible by using your favorite Internet browser, the web site contains the following
                           information:

                            Product Support Data sheets and errata, application notes and sample
                              programs, design resources, user's guides and hardware support documents,
                              latest software releases and archived software

                            General Technical Support Frequently Asked Questions (FAQs), technical
                              support requests, online discussion groups, Microchip consultant program
                              member listing

                            Business of Microchip Product selector and ordering guides, latest Microchip
                              press releases, listing of seminars and events, listings of Microchip sales offices,
                              distributors and factory representatives

DEVELOPMENT SYSTEMS CUSTOMER CHANGE NOTIFICATION SERVICE

                           Microchip's customer notification service helps keep customers current on Microchip
                           products. Subscribers will receive e-mail notification whenever there are changes,
                           updates, revisions or errata related to a specified product family or development tool of
                           interest.

                           To register, access the Microchip web site at www.microchip.com, click on Customer
                           Change Notification and follow the registration instructions.

                           The Development Systems product group categories are:

                            Compilers The latest information on Microchip C compilers and other language
                              tools. These include the MPLAB C18 and MPLAB C30 C compilers; MPASMTM
                              and MPLAB ASM30 assemblers; MPLINKTM and MPLAB LINK30 object linkers;
                              and MPLIBTM and MPLAB LIB30 object librarians.

                            Emulators The latest information on Microchip in-circuit emulators.This
                              includes the MPLAB ICE 2000 and MPLAB ICE 4000.

                            In-Circuit Debuggers The latest information on the Microchip in-circuit
                              debugger, MPLAB ICD 2.

                            MPLAB IDE The latest information on Microchip MPLAB IDE, the Windows
                              Integrated Development Environment for development systems tools. This list is
                              focused on the MPLAB IDE, MPLAB SIM simulator, MPLAB IDE Project Manager
                              and general editing and debugging features.

                            Programmers The latest information on Microchip programmers. These include
                              the MPLAB PM3 and PRO MATE II device programmers and the PICSTART
                              Plus and PICkitTM 1 development programmers.

DS70605A-page 4   2009 Microchip Technology Inc.
                                                                   Preface

CUSTOMER SUPPORT

                           Users of Microchip products can receive assistance through several channels:
                            Distributor or Representative
                            Local Sales Office
                            Field Application Engineer (FAE)
                            Technical Support
                           Customers should contact their distributor, representative or field application engineer
                           (FAE) for support. Local sales offices are also available to help customers. A listing of
                           sales offices and locations is included in the back of this document.
                           Technical support is available through the web site at: http://support.microchip.com

DOCUMENT REVISION HISTORY

                        Revision A (June 2009)
                           This is the initial released revision of this document.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 5
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page 6   2009 Microchip Technology Inc.
                                                  dsPICDEMTM MCHV
                                          DEVELOPMENT SYSTEM

                                                         USER'S GUIDE

                       Chapter 1. Introduction

1.1 OVERVIEW

                           The Microchip dsPICDEMTM MCHV Development System is intended to aid the user in
                           the rapid evaluation and development of a wide variety of motor control applications
                           using a dsPIC Digital Signal Controller (DSC). This development system is targeted
                           to control Brushless DC (BLDC) motors, Permanent Magnet Synchronous Motors
                           (PMSM), and AC Induction Motors (ACIM) in sensor or sensorless operation.

                           This flexible and cost-effective tool can be configured in different ways for use with
                           Microchip's specialized Motor Control DSCs. The dsPICDEMTM MCHV Development
                           System supports the dsPIC33F Motor Control device family, and offers a mounting
                           option to connect either a 28-pin SOIC device or a generic 100-pin Plug-In Module
                           (PIM).

                           The system has a three-phase power module device that contains the motor inverter
                           and the gate driver's circuitry. The circuit drives a BLDC, PMSM, or ACIM motor using
                           different control techniques without requiring any additional hardware. It also has
                           Power Factor Correction (PFC) circuitry in order to provide a full set of tools used in
                           motor control applications. Figure 1-1 provides a photograph of the dsPICDEMTM
                           MCHV Development System. A block diagram that shows the main components of the
                           system is provided in Figure 1-2.

                           The rated continuous output current from the inverter is 6.5A (RMS). This allows up to
                           approximately 2 kVA output when running from a 208V to 230V single-phase input volt-
                           age in a maximum 30C (85F) ambient temperature environment. Therefore, the sys-
                           tem is ideally suited for running a standard 3-Phase Induction Motor of up to 1.4 kW
                           (1.8 HP) rating or a slightly higher rated industrial servo-motor. The power module is
                           capable of driving other types of motors and electrical loads that do not exceed the
                           maximum power limit and are predominantly inductive. Furthermore, single-phase
                           loads can be driven using one or two of the inverter outputs.

                           The unit is capable of operating from 90V up to a maximum of 265V. A more detailed
                           explanation of power limitations is provided in Chapter 4. "Hardware".

                               Note: It is recommended to carefully read the hardware section mentioned above
                                         before attempting to use the system.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 7
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE 1-1:      dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM

DS70605A-page 8                                       2009 Microchip Technology Inc.
2009 Microchip Technology Inc.  FIGURE 1-2:  SYSTEM BLOCK DIAGRAM

                                                                                                   External
                                                                                                      Programmer/

                                                                                                         Debugger

                                       PFC Stage Board                                                             Power Module Board

                                                PFC Circuitry  VAC Voltage                          Non-isolated                  Voltage      HALL                             Hall
                                                                 Feedback                          ICSP connector               Feedback      Sensors                         Sensors
                                      Rectifier                  VAC Zero                                                         Circuitry   Circuitry                       MOTOR
                                    EMI Choke,                    Crossing            VBUS                                  (VBUS and Motor)
                                  In-rush current
                                 protection, FUSE              PFC Current         PFC PWM         dsPIC DSC                Current
                                                                 Feedback          PFC Fault                                Feedback
                                                                  Circuitry  PFC Feedback Signals                            Circuitry        Power
                                                                3.3VA-3.3V     15V, 3.3V, A-3.3V                                              Module
                                                                                                                               Fault
                                                                 15V PSU                                                     Circuitry

                                                                                                   Alternative     Isolated User Interface
                                                                                                   3.3V/A3.3V

                                                                                                   Alternative     RS-232/  SKDE            POT, PB, RESET
                                                                                                   15V PSU          USB

                                 90V-265V                                                                          RX                                                                  Introduction
                                                                                                                            TX
                                                                                                                                         ICSP TM
                                                                                                                                            commands
                                                                                                                                                                User
                                                                                                                                                                   Interface

DS70605A-page 9
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                        1.1.1 Features

                           The following are some of the key features of the dsPICDEMTM MCHV Development
                           System.

                        Supported Devices:

                            28-pin to 100-pin dsPIC33FJXXXMC202 PIM (MA330014) with a dsPIC33F Motor
                              Control device (U11) socket

                            44-pin to 100-pin dsPIC33FJXXXMCX04 PIM (MA330017 and MA330018) with a
                              dsPIC33F Motor Control device (U11) socket

                            100-pin to 100-pin dsPIC33FJXXXMCX10 PIM (MA330013) with a dsPIC33F
                              Motor Control device (U11) socket

                            dsPIC33FJ12MC202 Motor Control device in a SOIC package (U12) footprint

                        Motor Control Interfaces:

                            Three-phase inverter bridge with a power rating of 400V/6.5A (J17)
                            Hall sensors/Quadrature Encoder Interface (QEI) for sensored motor control

                              algorithms (J9)
                            Phase voltage feedback for sensorless BLDC operation
                            DC bus current sense resistor for single shunt vector control
                            Phase current sense resistor for dual shunt vector control
                            Overcurrent protection

                        Input/Output Control Switches:

                              - One isolated push button (S1)
                              - Isolated reset push button (RESET)
                              - Isolated 10 k potentiometer (POT1)
                              - LED indicator for PWM outputs

                        Isolated Communication Ports:

                              - UART communication via USB (J6)
                              - UART communication via RS-232 (J8)

                        Built-In Isolated Programmer/Debugger (J20):

                              - Starter Kit-type programmer/debugger (daughter card)

                        Power Supply Connectors:

                              - Power Tab Fast-On connectors (BP1 and BP2) for the power stage
                              - Auxiliary 24V power input connector (J15) for the dsPIC DSC device and

                                low-power circuitry (non-populated)
                              - Auxiliary 15V and 3.3V regulators for regulating auxiliary power supply

                                (non-populated)

                        Programming Connectors:

                              - ICSPTM connector for programming a dsPIC DSC device (J18), non-isolated
                              - ICSP connector for programming the PIC18LF2450 USB module to the UART

                                Bridge (J1), isolated
                              - ICSP connector for programming the Starter Kit Programmer/Debugger

                                (SKDE), isolated PIC18F67J50 (J4)

DS70605A-page 10   2009 Microchip Technology Inc.
                                             Introduction

Power Factor Corrector:
  - Maximum input voltage 90 VAC-265 VAC
  - Current Feedback circuitry
  - VAC input voltage sensing
  - Zero-crossing detection
  - DC bus sensing
  - Overcurrent protection (The maximum power available is specified in
     Section 4.3 "Electrical Specifications".)

Built-In Power Supplies:
  - 15V power supply, maximum power available 11W
  - 3.3V power supply, maximum power available 2W

Additional Protection Circuitry:
  - 250 VAC/15A fuse
  - In-rush current limiter
  - EMI filter

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 11
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page 12   2009 Microchip Technology Inc.
                                                             dsPICDEMTM MCHV
                                                     DEVELOPMENT SYSTEM

                                                                    USER'S GUIDE

                                 Chapter 2. Getting Started

2.1 BOARD COMPONENTS

                           The dsPICDEMTM MCHV Development System comprises two stages:

                            PFC Stage
                              The first stage is integrated by the Power Factor Correction (PFC) circuitry, the
                              full-bridge rectifier, the 15V power supply, and the 3.3V power supply.

                            Power Module Stage
                              The second stage is the power module board. This board contains the dsPIC DSC
                              connector, the isolated user interface connectors, and the motor drive.

                           Figure 2-1 shows an interior view of the system.

FIGURE 2-1:  dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM

2009 Microchip Technology Inc.                  DS70605A-page 13
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

2.2 USER INTERFACE

                           The dsPICDEMTM MCHV Development System has the following components to
                           interact with the user. Figure 2-2 shows a photograph of the front of the system.

                            Input/Output Control Switches (Figure 2-2):
                              - One isolated push button (S1)
                              - Isolated reset push button (RESET)
                              - Isolated 10 k potentiometer (POT1)
                              - LED indicator for PWM outputs

                            PWM Outputs (Figure 2-2)
                              - Enable and disable jumpers (J7)

                            Isolated Communication Ports (Figure 2-2):
                              - UART communication via USB (J6)
                              - UART communication via RS-232 (J8)
                              - Communication Ports Selector (J2, J3)

                            Built-In Isolated Programmer/Debugger (Figure 2-2)
                              - Starter Kit type programmer/debugger (J20)

                            Motor Connectors (Figure 2-3):
                              - Three-phase inverter bridge connector with a power rating of 400V/6.5A (J17)
                              - Hall sensors/Quadrature encoder interface for sensored motor control
                                algorithms (J9)

                            Power Supply Connector (Figure 2-4)
                              - AC power inlet specified for 40VAC-220VAC 10Amps max (J1)

FIGURE 2-2:       dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM (FRONT)

J8                               POT1
                 J6
                            J20                               S1

                                                       Reset      PWM LED
                                                                  Indicators
                                 J7

                     J2,J3

DS70605A-page 14                                                   2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE 2-3:                                              Getting Started

                dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM (LEFT SIDE)

J1

FIGURE 2-4:     dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM (RIGHT SIDE)

                 3-Phase Inverter
                Bridge Connector

Hall Sensors/
QEI Connector

2.3 CONNECTING THE SYSTEM

                                                               CAUTION

                            The user must be aware of the operating procedures outlined below and ensure that
                            they are followed. Failure to do so may result in damage to the system.

                        2.3.1 Power Connections

                           It is recommended that cables used for the power connections should be terminated
                           with blue or red insulated crimp terminals. If crimp terminals are not used, care should
                           be taken to ensure that stray strands of wire do not short to adjacent terminals or the
                           enclosure. If possible, all wires should be stripped and tinned with solder before
                           connecting to the dsPICDEMTM MCHV Development System terminals.

2009 Microchip Technology Inc.                                  DS70605A-page 15
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  For the AC mains supply input, standard double-insulated, 3-core flex cable should be
                  used with a minimum current rating of 10A (1 mm2 18 AWG). A computer power cable
                  can be used.

                     Note: The system is designed for installation category II. Therefore, the incoming
                                mains cable should be wired into a standard non-locking 2-pin in addition
                                with a earth ground type plug.

                  The recommended output cable size is 1.0 to 1.5 mm2 (18-16 AWG) and it should have
                  a 600V rating. This cable should also be double insulated or have a protective ground
                  screen. Access to the terminal screws is provided via holes in the lid of the enclosure.
                  A slotted screwdriver should be used.

                     Note: The user should only access the power terminals when the system is fully
                                discharged (see the "Safety Notice" on page iii).

FIGURE 2-5:       Figure 2-6 provides the locations of all connectors. Corresponding tables that describe
                  each connection are provided in the relevant section.

                  dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT SYSTEM CONNECTIONS

                                                                  6     4     8 10
                                                                           9 7 11
                                                                     5

             3    2  1                                                                                 14
                                                                                    15
                  The power connections are listed in Table 2-1.
                                                                                                        12
DS70605A-page 16                                                                                      13

                                                                         2009 Microchip Technology Inc.
                                                                        Getting Started

TABLE 2-1: POWER CONNECTIONS

                                 Number                Name                       Type

                                 1       Neutral                                  Input
                                                                                  Input
                                 2       Earth Ground                             Input
                                                                                 Output
                                 3       Live (Fused)                            Output
                                                                                 Output
                                 4       Motor Phase 1 (M1)                       Input
                                                                                  Input
                                 5       Motor Phase 2 (M2)                       Input
                                                                                 Output
                                 6       Motor Phase 3 (M3)                      Output

                                 7       Hall Sensor A (HA)

                                 8       Hall Sensor B (HB)

                                 9       Hall Sensor C (HC)

                                 10      Hall Sensors, 5V power supply terminal

                                 11      Hall Sensors, Ground terminal

2.3.2 Host/Communication Connections

A mini-USB-to-USB certified cable and a standard DB9 male-to-female cable should
be used to connect the dsPICDEMTM MCHV Development System to the host
computer.

The communication port connectors are listed in Table 2-2. Refer to Figure 2-5 for their
exact location.

TABLE 2-2: COMMUNICATION PORT CONNECTORS

Number                                                 Name                          Type

12 USB-to-UART connector                                                         Input/Output
13 RS-23- to-UART connector                                                      Input/Output
14 USB connector for the Starter Kit programmer/debugger                         Input/Output
15 Non-isolated ICSPTM connector for device programming/debugging                Input/Output

2.3.2.1 CONNECTION SEQUENCE

The recommended connection sequence is listed below. The user should ensure that
the following sequence is met before connecting the system to the mains, a motor and
a host computer.

Note: Before making any connection, verify that the system is not powered and it
          is fully discharged. The system is completed discharged when the red LED
          D13 is OFF.

1. Connect the motor terminals R, Y, and B (also known as RWB or 123 or ABC) to
     the connection nodes M1, M2, and M3 (4, 5, and 6 in Figure 2-5), respectively.

2. Follow the next steps if position sensors are utilized to control the motor. If not,
     proceed to step 3.

     a) If the motor position is sensed with Hall Sensors, connect the terminals A, B,
          and C to the connection nodes HA, HB, and HC (7, 8, and 9 in Figure 2-5),
          respectively. Also, connect the positive terminal +5V to the connection node
          +5V and the ground terminal to the connection node GND (10 and 11 in
          Figure 2-5).

     b) If the motor position is sensed with a Quadrature Encoder, connect the ter-
          minals phase A, phase B, and Index to the connection nodes HA, HB, and
          HC (7, 8, and 9 in Figure 2-5), respectively.

2009 Microchip Technology Inc.                                                  DS70605A-page 17
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  3. Connect the communication ports.

                       a) If R-S32 communication is used, connect the DB9 male connector to the
                            RS-232 port. Connect the other end to the host PC (12 in Figure 2-5).

                       b) If USB communication is used, connect the mini-USB male terminal to the
                            mini-USB female connector labeled "USB" (12 in Figure 2-5). Connect the
                            other end to the host PC.

                  Note:  The Microchip serial emulator driver (mchpcdc.inf) should be installed on
                         you PC in order to activate the USB-to-Serial emulator. The emulator driver
                         is contained in the CD shipped with the dsPICDEMTM MCHV Development
                         System.

                  4. Connect the SKDE cable. Connect the USB cable to the mini USB female
                       connector labeled "Program/Debug" (14 in Figure 2-5). Connect the USB male
                       terminal to the USB ports of the host PC.

                     Note: The built-in programmer/debugger is supported in MPLAB IDE 8.33 or
                                higher.

                  5. Power Cord connection. Make sure the power cord is disconnected from the AC
                       mains before connecting the female terminal of the power cable to the AC input
                       connector (1, 2, and 3 in Figure 2-53) of the dsPICDEMTM MCHV Development
                       System.

                  Note:  The unit is designed to be connected to the AC mains supply via a standard
                         non-locking plug. As the unit has no mains switch, this plug constitutes the
                         means of disconnection from the supply. Therefore, the user must have
                         unobstructed access to this plug during operation.

DS70605A-page 18          2009 Microchip Technology Inc.
                                           Getting Started

2.4 POWER SEQUENCES

                           The user should ensure that the following power sequences are adhered to.

2.4.1 Power-up Sequence

The unit is powered-up when the power cable is connected to the AC mains. To verify
that the unit is powered make sure that the LEDs D6, D13, D17 and D18 are ON.

Note:                            The unit is designed to be connected to the AC mains supply via a standard
                                 non-locking plug. As the unit has no mains switch, this plug constitutes the
                                 means of disconnection from the supply and thus the user must have
                                 unobstructed access to this plug during operation.

2.4.2 Power-down Sequence

1. Stop firing all power devices by removing the PWM OUTPUTS shunt jumper.

2. Turn OFF the incoming AC supply by disconnecting the power cord from the
     mains.

3. Wait until the red DC bus LED indicator (D13) located next to the DC bus P
     connector has gone out (this will take 5 minutes or less).

2.4.3                            Programming/Debugging an Application Code Using the
                                 Built-in Starter Kit Programmer/Debugger

The MPLAB Starter Kit Programmer/Debugger for the dsPICDEMTM MCHV Develop-
ment System may be used with MPLAB IDE, the free integrated development environ-
ment, which is available from Microchip's web site (www.microchip.com). MPLAB IDE
allows the Starter Kit to be used as an in-circuit debugger as well as a programmer for
the following devices.

dsPIC33FJ12MC202
dsPIC33FJ32MC204
dsPIC33FJ128MC804
dsPIC33FJ256MC710

In-circuit debugging allows you to run, examine and modify your program for the device
embedded in the Starter Kit hardware. This greatly assists you in debugging your
firmware and hardware together.

Special Starter Kit software interacts with the MPLAB IDE application to run, stop, and
single-step through programs. Breakpoints can be set and the processor can be reset.
Once the processor is stopped, the register's contents can be examined and modified.

For more information on how to use MPLAB IDE, reference the following
documentation:

"MPLAB IDE User's Guide" (DS51519)
"MPLAB IDE Quick Start Guide" (DS51281)
MPLAB IDE Online Help

2.4.4 Setting Up an Application for Debug

To prepare the application for debug:

1. Launch MPLAB IDE, and then open the application project. The related work-
     space will be open. For information on projects and workspaces, see the MPLAB
     IDE documentation mentioned at the beginning of this chapter.

2. Select Project>Build All to build the application code. The build's progress will be
     visible in the Build tab of the Output window.

2009 Microchip Technology Inc.            DS70605A-page 19
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE 2-6:       3. Select Debugger>Select Tool>Starter Kits. MPLAB IDE will change to add Starter
                       Kit debug features (Figure 2-6): (1) the status bar will show Starter Kits as the
                       debug tool, (2) a Starter Kit debug toolbar will be added, (3) the Debugger menu
                       will change to add Starter Kit debug functions and (4) the Output window will dis-
                       play communication status between MPLAB IDE and the stater kit on the Starter
                       Kit Debugger tab.

                  STARTER KIT AS A DEBUG TOOL

DS70605A-page 20   2009 Microchip Technology Inc.
                                 Getting Started

4. Select Debugger>Program to program the application code into the dsPIC33F
     DCS device on the Starter Kit. The debug programming progress will be visible
     in the Starter Kit tab of the Output window.

Note:                            Debug executive code is automatically programmed in the upper program
                                 memory of the Starter Kit device when the Starter Kit is selected as a
                                 debugger. Debug code must be programmed into the target device to use
                                 the in-circuit debugging capabilities of the Starter Kit.

2.4.4.1 RUNNING THE APPLICATION

The Starter Kit executes in either real-time (Run) or steps (Step Into, Step Over, and
Animate) real-time execution occurs when you select Run in MPLAB IDE. Once the
device code is halted, either by Halt or a breakpoint, you can step.

Toolbar buttons can be used for quick access to commonly used debug operations.
Refer to Section 3.3 "Running the Example Application" in the "MPLAB Starter Kit
for dsPIC Digital Signal Controllers User's Guide" (DS51700).

Note: All the peripherals are frozen when the "Halt" button is pressed to stop the
          program execution.

To see how these options function, do the following:

1. Select Debugger>Reset>Processor Reset or click the Reset button to reset the
     program.

2. Select Debugger>Run or click the Run button. Observe how the application
     operates.

3. Select Debugger>Halt or click the Halt button to stop the program execution. A
     green solid arrow will mark the line of code in the File window where the program
     halted.

4. Select Debugger>Step Into or click the Step Into button to step the program exe-
     cution once. The green solid arrow will move down one line of code in the File
     window. Repeatedly click the button to step through the code.

5. Select Debugger>Reset>Processor Reset click the Reset button to reset the
     program again. The arrow will disappear, meaning the device is reset.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 21
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  2.4.4.2 DEBUGGING THE APPLICATION

                  MPLAB IDE provides an editor and several debug features such as breakpoints and
                  Watch windows to aid in application code debugging.

                  2.4.4.2.1 Editing Application Code
                  To view application code so it may be edited, do one of the following:
                  Select Edit>New to create new code or Edit>Open to search for and open an existing
                  code file, or double click a file in the Project window to open an existing code file. See
                  an example Project window in Figure 2-7.

                  FIGURE 2-7:  PROJECT EXAMPLE

                                                                                                              Existing Code

                  For more information on using the MPLAB Editor to create and edit code, see the
                  MPLAB Editor Help.

DS70605A-page 22                                 2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE 2-8:                                           Getting Started

             2.4.4.2.2 Using Breakpoints and Mouseovers
             To set a breakpoint in code:
             1. Double click the gutter: Double click in the window gutter next to the line of code

                  where you want the breakpoint. Double click again to remove the breakpoint.

                Note: Double click must be set up for breakpoints. Select the Edit>Properties, and
                           click the ASM/C/BAS File Type tab, and then select the "Double-click Tog-
                           gles Breakpoint" check box.

             2. Pop-up Menu: Place the cursor over the line of code where you want the break-
                  point. Then, right-click to pop up a menu and select Set Breakpoint. Once a
                  breakpoint is set, "Set Breakpoint" will become "Remove Breakpoint" and "Dis-
                  able breakpoint". Other options on the popup menu under Breakpoints are for
                  deleting, enabling, or disabling all breakpoints.

             3. Breakpoint Dialog: Open the Breakpoint dialog (Debugger>Breakpoints) to set,
                  delete, enable, or disable breakpoints. See the MPLAB IDE Help for more
                  information on this dialog.

             A breakpoint set in code will appear as a red hexagon with a "B" as shown in Figure 2-8.

             BREAKPOINT EXAMPLE

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 23
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  Once code is halted, hovering over a variables opens a tool tip window that contains
                  the current value of the variable.

                  Note: This feature must be configured. Select Edit>Properties and click the
                            Tooltips tab, and select the "Enable Variable Mouseover Values" check
                            box.

                  2.4.4.2.3 Using Watch Windows

                  To use a Watch window:

                  1. The Watch window is made visible on the desktop by selecting View>Watch. It
                       contains four selectable Watch views (via tabs) in which to view variables (SFRs,
                       symbols and absolute addresses).

                  2. Select an SFR or Symbol from the list and click the related Add button to add it
                       to the Watch window. Or click in the "Address" column and enter an absolute
                       address.

                  A Watch window populated with an SFRs and Symbols will look like Figure 2-9. For
                  more on using Watch windows, see MPLAB IDE Help.

                  FIGURE 2-9:  WATCH WINDOW EXAMPLE

                  2.4.5 Programming an Application

                  When the program is successfully debugged and running, the next step is to program
                  the device for stand-alone operation in the finished design. When doing this, the
                  resources reserved for debug are released for use by the application. To program the
                  application, use the following steps:

                  1. Disable Starter Kits as a debug tool by selecting Debugger>Select Tool>None.
                  2. Select Starter Kits as the programmer in the Programmer>Select Programmer

                       menu.
                  3. Select Programmer>Program.

                  At this point, the application code will run independently.

DS70605A-page 24                                      2009 Microchip Technology Inc.
                                         Getting Started

2.4.6 Determining Device Support and Reserved Resources

Due to the built-in in-circuit debugging capability of ICD devices and the ICSP function
offered by the debugger, the Starter Kit uses some on-chip resources when debugging.
It also uses program memory and file register locations in the target device during
debugging. These locations are not available for use by user code. In the MPLAB IDE,
registers marked with an "R" in the register display represents reserved registers.
For information on device resources that are needed for in-circuit debugging, please
refer to the MPLAB ICD 2 Help, found in MPLAB IDE under Help>Topics. The device
reserved resource information found under "Resources Used By MPLAB ICD 2" is the
same for the Starter Kit.

2.4.7 Troubleshooting

2.4.7.1 DEBUG CONNECTION PROBLEMS

While using the Starter Kit as a debugger, you may receive the error "Starter Kit not
connected to this computer" when programming the device. This can result from
communication being lost between the Starter Kit and MPLAB IDE. To resolve this:
1. Unplug the USB cable from the Starter Kit.
2. Plug the USB cable back into the Starter Kit.
MPLAB IDE should automatically reconnect to the Starter Kit. If this does not work, do
the following:
1. Check the USB connection between the PC and Starter Kit at both ends.
2. If using a USB hub, make sure it is powered.
3. Make sure the USB port is not in use by another device.

2.4.7.2 PROGRAMMING PROBLEMS

If during the course of developing your own application you can no longer program the
device on the Starter Kit, you may have set device configuration bits to code protect or
some other state that prevents programming. To view the settings of the configuration
bits, select Configure>Configuration bits.

2.4.8 Settings Dialog and Info Tab

When you select Debugger>Settings or Programmer Settings, you will open the Starter
Kit Settings dialog.
Currently, there is only one tab (Info) on this dialog, which provides the following
information:
Firmware Version: The version of firmware on the Starter Kit board.
Debug Exec Version: The version of the debug executive that is loaded into the

  dsPIC33F device program memory to enable debug operation.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 25
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page 26   2009 Microchip Technology Inc.
                                    dsPICDEMTM MCHV
                            DEVELOPMENT SYSTEM

                                           USER'S GUIDE

Chapter 3. Running the Demonstration

This chapter describes the demonstration software that is preloaded on the dsPIC33F
device. This application software, which is based on application note AN984, demon-
strates how to use the dsPICDEMTM MCHV Development System for controlling an AC
induction motor (ACIM). For more information on this application note please refer to
the following Microchip web page: www.microchip.com/dscmotor

To run the demo, follow these basic steps:

   Note: Before making any connection, verify that the system is not powered and it
              is fully discharged. The system is completed discharged when the red LED
              D13 is off.

1. Connect the system by connecting the AC Induction Motor to the motor
     connector.

2. Power up the dsPICDEMTM MCHV Development System by connecting the
     power cord to the mains. To verify that the unit is powered, make sure that the
     LEDs D6, D13, D17, and D18 are ON. The very first time you connect the system
     to any host PC, you should briefly see a popup balloon in the system tray (lower
     right of desktop) that states (1) new hardware has been found, (2) drivers are
     being installed, and (3) new hardware is ready for use. If you do not see these
     messages and the Starter Kit does not work, try reconnecting the USB. If this
     does not work, see Section 2.4.7 "Troubleshooting".

Note:                            The unit is designed to be connected to the AC mains supply via a standard
                                 non-locking plug. As the unit has no mains switch, this plug constitutes the
                                 means of disconnection from the supply. Therefore, the user must have
                                 unobstructed access to this plug during operation.

3. When powered up, the application will turn on the LEDs PWM1L1, PWM1L2 and
     PWM1L3.

     To use the application, follow these steps:

     a) Make sure the PWM OUTPUT shunt jumper is installed.
     b) To start/stop the motor, press the switch labeled "PUSHBUTTON".
     c) To increase the motor speed, rotate the potentiometer labeled "POT"

          clockwise. To reduce the speed, rotate the potentiometer counterclockwise.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 27
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page 28   2009 Microchip Technology Inc.
                                                  dsPICDEMTM MCHV
                                          DEVELOPMENT SYSTEM

                                                         USER'S GUIDE

                         Chapter 4. Hardware

                           This chapter describes the hardware components of the dsPICDEMTM MCHV
                           Development System.
                           Topics covered include:
                            Power Factor Correction (PFC) Stage Board
                            Power Module Stage
                            Electrical Specifications

4.1 POWER FACTOR CORRECTION (PFC) STAGE BOARD

                           This board has two main functions; the first one is to provide the required power sup-
                           plies to the power module board stage. The second function is to create the power bus
                           rail that will be used to energize the motor through the power module.

                               Note: The circuits for the hardware described in this section are shown in
                                         Appendix A. "Board Layout and Schematics".

                        4.1.1 AC Supply Input

                           The AC supply input stage of the board consists of the following components,:
                            F1 15A/250 VAC fast acting fuse (only replace with a part of the same rating)
                            C1, C2 Film capacitors to aid in the suppression of AC supply transients and to

                              also provide a low impedance return path for any currents that flows from the
                              power device tabs to the heat sink and enclosure due to capacitive coupling
                            C3 Film capacitor to aid in the suppression of AC supply transients.
                            R1 A metal oxide varistor located across the incoming supply lines to suppress
                              high energy transients.
                            L1 2.3 mH/15A Choke inductor for suppressing EMI
                            C4 Film capacitor to aid in the suppression of EMI
                            C5, C6 Film capacitors to aid in the suppression of AC supply transients and to
                              also provide a low impedance return path for any currents that flow from the
                              power device tabs to the heat sink and enclosure due to capacitive coupling
                            R7 A 1W high-voltage resistor, which acts to discharge C4
                            R6 A resistor with a negative temperature coefficient that acts to limit the surge
                              of input current that would occur at initial application of power due to the dis-
                              charged DC bus capacitance. The initial nominal cold resistance is 1 Ohm, which
                              reduces once current flows and the device heats up.
                            BR1 A single-phase bridge rectifier to convert the incoming AC into DC suitable
                              for input to the power conditioning stage.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 29
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                        4.1.2 Active Power Factor Correction (PFC)

                           The active PFC circuit is essentially a simple boost chopper with the control aimed at
                           shaping the input current to follow the incoming mains supply waveform. The purpose
                           of the different parts of the circuit is described below.

                            L6 A high frequency axial inductor with a single layer winding on a ferrite core.
                              This component is in series with the main inductor (L7) to reduce the effect of the
                              self-capacitance of its winding. Without L6, significant high frequency (15 MHz)
                              ringing of the inductor current occurs at every transistor turn-on, which would
                              increase EMI and the PFC transistor switching loss.

                            L7 A power inductor with three stacked toroidal cores made from a
                              powdered-iron material to limit the core loss while maintaining good energy
                              storage density. The particular cores used are Magnetics 0077083A7. A simple
                              multi-layer winding is used which results in moderate copper loss but significant
                              self-capacitance. Sixty-six turns of 1.5 mm diameter enameled copper wire is
                              used. The design offers a good compromise between cost, core loss and size for
                              this application. The nominal inductance is 1 mH at 10A.

                            Q2 A 600V TO-247 IGBT. As the tab of the device is not isolated, a thermally
                              conductive insulator is used. When closed, Q2 increase the energy stored in the
                              inductor L7. When open, energy stored in the inductance is transferred to the DC
                              bus capacitors (C30-C32). Energy is also drawn from the AC supply during this
                              time. By appropriate control of the switches, the input current waveform can be
                              profiled to obtain good power factor and low harmonic distortion.

                            D12 A 600V TO-247 diode optimized for use at high switching frequency. As the
                              tab of the device is not isolated, a thermally conductive insulator is used.

                            C28, R31, R32, R33, D11 A "snubber" that acts to damp high frequency
                              oscillations and limit the rate of change of voltage across Q2

                            C30, C31, C32 470 F/450V electrolytic capacitors which act as the main DC
                              bus energy storage capacitors.

                            R25, R26, C25, D8, Q1, R27, R28 A lever shifter to boost the PWM signal com-
                              ing from the dsPIC DSC

                            U19 Microchip TC4421A gate drive IC. This contains a low resistance comple-
                              mentary push-pull MOSFET pair and input circuitry suitable for interfacing to a
                              wide range of input voltages. It is an ideal choice for this application allowing up to
                              10A of peak gate drive current to switch Q2 rapidly and therefore achieve low
                              switching loss. It also has a small footprint allowing it to be located physically
                              close to the transistors allowing a low inductance gate circuit layout.

                            D9, C26, C27 These components act to provide a dynamic level shifting circuit
                              to U19 while Q2 switch. Inductance of the power tracking between the source of
                              Q2 due to the physical board layout means there is a substantial transient voltage
                              between the +15V supply point reference at R28 and the source of Q2. This
                              simple low cost circuit allows the power supply of U19 to move transiently.

                            R75, R29 and D10 These components control the current and voltage to turn on
                              and turn off the IGBT. R29 controls the rising time and the di/dt when the IGBT is
                              turned on. R29 in parallel with R75 control the falling time and the di/dt when the
                              IGBT is turned off.

                            The power factor corrector design is based on the application note AN1106, for
                              more information on this application note please refer to one of the following
                              Microchip Web sites:

                              - www.microchip.com/smps

                              - www.microchip.com/dscmotor

DS70605A-page 30   2009 Microchip Technology Inc.
                                                 Hardware

4.1.3 PFC Feedback Circuitry

In a DSC-based PFC, the relevant analog parameters and the control loops need to be
redefined and discretized. This enables changeover from existing hardware to its digital
counterpart easier and more logical.

The PFC is an AC-to-DC converter, which converts the AC input voltage to a DC volt-
age and maintains sinusoidal input current at a high input power factor. In a DSC-based
PFC, three inputs signals are required to implement the current control.

The input rectifier (BR1) converts (shown in Section 4.1.1 "AC Supply Input ") the
alternating voltage at power frequency into unidirectional voltage. This rectified voltage
is fed to the chopper circuit to produce a smooth and constant DC output voltage to the
load. The chopper circuit is controlled by the PWM switching pulses generated by the
dsPIC DSC device, based on three measured feedback signals:

Rectified input voltage
AC input voltage zero-crossing event
Rectified input current
DC bus voltage

The rectified input voltage is measured in two stages:

Signal conditioning: R22, R23, R24, C24, and D7 convert and filter the AC input
  voltage waveform from 90-265 VAC to 0-3.3 VAC. D7 limit the maximum voltage
  to 3.3V. C24 along with R22, R23 form a low-pass filter. The circuit is shown in
  Appendix A.

Amplification: the operational amplifier MCP6024 (U13B) amplifies the condi-
  tioned AC input voltage; R45, R46, R47, R48, R49 and R51 set the gain. The
  MC6024 also shifts the conditioned AC input voltage to a 1.65V DC level. There-
  fore, the voltage applied to the dsPIC DSC ADC channel varies within 0-3.3V. The
  offset is controlled by R50, R53, and R54. R39 and C39 filter out the
  high-frequency noise.

AC input voltage zero-crossing event is sensed using a voltage divider (R2-R5) and two
opto-couplers (U1 and U2). The circuit is shown in Appendix A.

Rectified input current is measured using the shunt resistor R34 and the operational
amplifier MCP6024 (U13A); R38, R39, R40, R41, R42 and R43 set the gain. R43 shifts
the voltage present at the shunt resistor to a 1.65V DC level. Therefore, the voltage
applied to the dsPIC DSC ADC channel varies within 0-3.3V. The offset is controlled by
R43, R53, and R54. R44 and C37 filter out the high-frequency noise. The circuit is
shown in Appendix A.

DC bus voltage, the DC bus voltage is sensed at the power module stage. Please refer
to Section 4.2.4 "Feedback Circuitry".

4.1.4 Power Supplies

The PFC stage board provides the 15 volts power supply required to fire the power
module IGBTs. The 15 volts power supply is built using a low power off-line SMPS pri-
mary switcher. The switching frequency is fixed to 60 kHz, the feedback signal to the
power supply is provided by and opto-coupler. The output voltage is regulated at 15V
with a maximum output current of 0.750 A, the resultant maximum power is 11.25 W.
The input voltage range for this power supply is from 90 VAC to 260 VAC.

The PFC stage board also provides the 3.3 volts to powering-up the dsPIC DSC, the
isolation circuitry, the communication ports, the Starter Kit programmer, etc. It also gen-
erates the 3.3 volts for powering the analog circuits and the analog reference for the
Analog-To-Digital converter.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 31
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  The 3.3 volts rail is created using a step-down regulator which is attached to the 15
                  volts regulator. The maximum output current is 0.650 A, thus the resultant maximum
                  power is 2.145 W.

                  The 3.3 volts rail required for the analog circuits such as the current feedback and the
                  Analog-to-digital converter is generated by a decoupling circuitry attached to the 3.3
                  volts regulator.

                  4.1.5 Fault Circuitry

                  Given the development nature of the system, robust independent FAULT protection is
                  provided on the PFC Stage Board. Two different fault categories are used to indicate a
                  FAULT to the dsPIC DSC.

                  DC Bus Overcurrent, this fault signal is generated when the maximum current limit of
                  15A is reached. The comparison of the threshold value and the actual current is done
                  by comparator U8. The threshold limit is set by R56 and R57. R69 is a shunt jumper
                  resistor that can disconnect the overcurrent fault to the dsPIC DSC.

                  DC Bus Overvoltage, this fault signal is generated when the maximum voltage limit on
                  the DC bus rails is reached. The threshold value is set to 432 V. The comparison of the
                  threshold value and the actual DC bus voltage is done by comparator U7. The thresh-
                  old limit is set by R60, R61 and R62. R66 is a shun jumper resistor that can disconnect
                  the overvoltage fault to the dsPIC DSC.

                     Note: Both comparators are open-drained and need an external pull-up resistor.
                                Both circuits share this pull-up resistor creating an OR condition at the
                                output.

                  4.1.6 Board Connectors

                  The PFC stage board has four tab fast-on connectors, one AC inlet and one 14-pin
                  keyed connector for attaching a flat cable.

                  For the AC mains supply input, standard double-insulated, 3-core flex cable should be
                  used with a minimum current rating of 10A (1 mm2 18 AWG). A computer power cable
                  can be used. The recommended cable size is 1.0 to 1.5 mm2 (18-16 AWG) and it
                  should have a 600V rating. This cable should also be double insulated or have a
                  protective ground screen.

                  Note 1:    The system is designed for installation category II. Therefore, the
                         2:  incoming mains cable should be wired into a standard non-locking 2-pin
                             in addition with an earth ground type plug.

                             The unit is designed to be connected to the AC mains supply via a
                             standard non-locking plug. As the unit has no mains switch, this plug
                             constitutes the means of disconnection from the supply. Therefore, the
                             user must have unobstructed access to this plug during operation.

                  The tab fast-on connectors AC_N and AC_L provides the connections to the bridge
                  rectifier BR1. The recommended cable size is 16-18 AWG or 1.0 to 1.5mm2. It is also
                  recommended that cables used for the power connections should be terminated with
                  blue or red crimp terminals. If crimp terminals are not used, care should be taken to
                  ensure that stray strands of wire do not short to adjacent terminals or the enclosure. If
                  possible, all wires should be stripped and tinned with solder before connecting to the
                  dsPICDEM MCHV development board terminals.

DS70605A-page 32              2009 Microchip Technology Inc.
                                                                                    Hardware

The fast-in connectors PFC_OUT "+" and PFC_OUT "-" provide DC bus voltage to the
Power Module Stage. The recommended cable size is 16-18 AWG or 1.0 to 1.5mm2. It
is also recommended that cables used for the power connections should be terminated
with blue or red crimp terminals. If crimp terminals are not used, care should be taken
to ensure that stray strands of wire do not short to adjacent terminals or the enclosure.
If possible, all wires should be stripped and tinned with solder before connecting to the
dsPICDEM MCHV development board terminals.

   Note: The user should only access the power terminals when the system is fully
              discharged (see the "Safety Notice" on page iii).

The 14-pin keyed connector provides the signals and power supply rails from and to
the Power Stage. These signals are shown in Table 4-1.

TABLE 4-1:                       14-PIN KEYED CONNECTORS                             Type

        Number                                                     Name             Output
                                                                                      NC
             1                        3.3V, digital rail
             2                        Not Connected                                 Output
             3                        3.3V, analog rail                             Output
             4                        AC input voltage feedback                     Output
             5                        Ground, analog rail                           Output
             6                        AC input current feedback                     Output
             7                        Fault (Overcurrent OR Overvoltage condition)  Output
             8                        VAC zero crossing signal                      Output
             9                        Ground, digital rail                           Input
            10                        PWM signal for the PFC IGBT                   Output
            11                        Ground, digital rail
            12                        Not Connected                                   NC
            13                        15V                                           Output
            14                        Not Connected
                                                                                      NC

4.2 POWER MODULE STAGE

                           This board has two main functions; the first is to control the motor using a dsPIC DSC
                           and a Power Module and the associated feedback signals for each control algorithm.
                           The second is to provide the safety means to interact with the user.

                               Note: The circuits for the hardware described in this section are shown in
                                         Appendix A. "Board Layout and Schematics".

4.2.1 Plug-In Module Configuration

This section summarizes the resistor configuration required to connect the PIM pins to
dsPIC DSC pins. The following PIMs can be configured on the dsPICDEMTM MCHV
Development System:

dsPIC33FJ256MC710 PIM (MA330013)
dsPIC33FJ12MC202 PIM (MA330014)
dsPIC33FJ32MC204 PIM (MA330017)
dsPIC33FJ128MC804 PIM (MA330018)

   Note: When using PIMs, make sure that the 28-pin SOIC dsPIC DSC is removed
              from the dsPICDEMTM MCHV Development System.

2009 Microchip Technology Inc.                                                     DS70605A-page 33
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  Table 4-2, Table 4-3, and Table 4-4 describe the PIM configuration details.

TABLE 4-2: dsPIC33FJ12MC202 PIM CONFIGURATION DETAILS

PIM Pin       Labels on the          dsPIC33FJ12MC202                     PIM Resistor
Number    dsPICDEMTM MCHV            dsPIC33FJ32MC202                     Configuration
         Development System          dsPIC33FJ64MC202
                                     dsPIC33FJ128MC202             R19
                                     dsPIC33FJ32MC302              R18
                                     dsPIC33FJ64MC802              R17
                                     dsPIC33FJ128MC802             R16
                                                                   R15
                                Pin                 Pin Name       R12
                             Number                                R14, Remove R13
                                                                   R11
93 PWM1L1                    23      PWM1L/RP15/CN11/RB15          Remove R13
                                                                   Not applicable
94 PWM1H1                    22      PWM1H1/RP14/CN12/RB14         Not applicable
                                                                   Not applicable
98 PWM1L2                    21      PWM1L2/RP13/CN13/RB13         Not applicable
                                                                   R24, Remove R27
99 PWM1H2                    20      PWM1H2/RP12/CN14/RB12         R25, Remove R26
                                                                   R20, Remove R28
100 PWM1L3                   19      TMS/PWM1L3/RP11/CN15/RB11     R21, Remove R31
                                                                   R22, Remove R30
3        PWM1H3              18      TDI/PWM1H3/RP10/CN16/RB10     R23, Remove R29
                                                                   Not applicable
71 PWM2L1                    15      TDO/PWM2L1/SDA1/RP9/CN21/RB9  Not applicable
                                                                   Not applicable
18 FAULT                     14      TCK/PWM2H1/SCL1/RP8/CN22/RB8  Not applicable
                                                                   Not applicable
19 PFC_FLT                   15      TDO/PWM2L1/SDA1/RP9/CN21/RB9  Not applicable
                                                                   Not applicable
26 PGC                       9       PGEC3/SOSCO/T1CK/CN0/RA4      Not applicable
                                                                   Not applicable
27 PGD                       8       PGED3/SOSCI/RP4/CN1/RB4       Not applicable
                                                                   Not applicable
63 OSI                       6       OSCI/CLKI/CN30/RA2            Not applicable
                                                                   R10, Remove R9
64 OSO                       7       OSCO/CLKO/CN29/RA3            R32, Remove R7 and R8
                                                                   Not applicable
25 IPFC                      27      PGED2/AN0/VREF+/CN2/RA0       Not applicable
                                                                   R6, Remove R5 and R33
24 VACZX_VAC_POT             28      PGEC2/AN1/VREF-/CN3/RA1

35 VBUS                      1       PGED1/AN2/RP0/CN4/RB0

41 MONITOR_1                 2       PGEC1/AN3/RP1/CN5/RB1

42 MONITOR_2                 3       AN4/RP2/CN6/RB2

43 MONITOR_3                 4       AN5/RP3/CN7/RB3

--       HA/QEA              --      Not connected

--       HB/QEB              --      Not connected

--       HC/INDX             --      Not connected

--       VA                  --      Not connected

--       VB                  --      Not connected

--       VC                  --      Not connected

--       IA                  --      Not connected

--       IB                  --      Not connected

--       IBUS                --      Not connected

--       VAC                 --      Not connected

--       POT                 --      Not connected

--       VACZX               --      Not connected

70 RX                        70      INT0/RP7/CN23/RB7

84 TX                        84      ASCL1/RP6/CN24/RB6

--       USB_RX              --      Not connected

--       USB_TX              --      Not connected

68 BTN                               ASDA1/RP5/CN27/RB5

DS70605A-page 34                                                 2009 Microchip Technology Inc.
                                                                      Hardware

TABLE 4-3: dsPIC33FJ32MC204 AND dsPIC33FJ128MC804 PIM CONFIGURATION DETAILS

PIM Pin       Labels on the         Pin  dsPIC33FJ32MC204             PIM Resistor
Number    dsPICDEMTM MCHV        Number  dsPIC33FJ64MC804             Configuration
         Development System              dsPIC33FJ128MC804

                                                         Pin Name

93 PWM1L1                        15 PWM1L1/RP15/CN11/RB15             R11
                                                                      R10
94 PWM1H1                        14 PWM1H1/RP14/CN12/RB14             R9
                                                                      R7
98 PWM1L2                        11 PWM1L2/RP13/CN13/RB13             R8
                                                                      R6
99 PWM1H2                        10 PWM1H2/RP12/CN14/RB12             R31
                                                                      R4
100 PWM1L3                       9       PGEC2/PWM1L3/RP11/CN15/RB11  R1
                                                                      Not applicable
3        PWM1H3                  8       PGED2/PWM1H3/RP10/CN16/RB10  Not applicable
                                                                      Not applicable
78 PWM2L1                        3       PWM2L1/RP23/CN17/RC7         Not applicable
                                                                      R12
18 FAULT                         44 SCL1/RP8/CN22/RB8                 R13
                                                                      R14
19 PFC_FLT                       1       SDA1/RP9/CN21/RB9            R22
                                                                      R25
26 PGC                           42 PGEC3/ASCL1/RP6/CN24/RB6          R21
                                                                      R29
27 PGD                           41 PGED3/ASDA1/RP5/CN27/RB5          R30
                                                                      R32
63 OSI                           30 OSCI/CLKI/CN30/RA2                Not applicable
                                                                      Not applicable
64 OSO                           31 OSCO/CLKO/CN29/RA3                Not applicable
                                                                      Not applicable
25 IPFC                          19      AN0/VREF+/CN2/RA0            Not applicable
                                                                      Not applicable
24 VACZX_VAC_POT                 20      AN1/VREF-/CN3/RA1            Not applicable
                                                                      Not applicable
35 VBUS                          21 PGED1/AN2/C2IN-/RP0/CN4/RB0       Not applicable
                                                                      R3, Remove R26
41 MONITOR_1                     22 PGEC1/AN3/C2IN+/RP1/CN5/RB1       R20
                                                                      Not applicable
42 MONITOR_2                     23 AN4/RP2/CN6/RB2                   Not applicable
                                                                      R2, Remove R18
43 MONITOR_3                     24 AN5/RP3/CN7/RB3

72 HA/QEA                        37 RP20/CN25/RC4

76 HB/QEB                        38 RP21/CN26/RC5

77 HC/INDX                       2       PWM2H1/RP22/CN18/RC6

--       VA                      -- Not connected

--       VB                      -- Not connected

--       VC                      -- Not connected

--       IA                      -- Not connected

--       IB                      -- Not connected

--       IBUS                    -- Not connected

--       VAC                     -- Not connected

--       POT                     -- Not connected

--       VACZX                   -- Not connected

70 RX                            43 INT0/RP7/CN23/RB7

84 TX                            33 SOSCI/RP4/CN1/RB4

--       USB_RX                  -- Not connected

--       USB_TX                  -- Not connected

68 BTN                           4       RP24/CN20/RC8

2009 Microchip Technology Inc.                                       DS70605A-page 35
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

TABLE 4-4: dsPIC33FJXXXMC710 PIM CONFIGURATION DETAILS

PIM Pin       Labels on the              dsPIC33FJ64MC710           PIM Resistor
Number    dsPICDEMTM MCHV                dsPIC33FJ128MC710         Configuration
         Development System              dsPIC33FJ256MC710
                                                              Not applicable
                             Pin Number             Pin Name  Not applicable
                                                              Not applicable
93 PWM1L1                    93          PWM1L/RE0            Not applicable
                                                              Not applicable
94 PWM1H1                    94          PWM1H/RE1            Not applicable
                                                              Not applicable
98 PWM1L2                    98          PWM2L/RE2            Not applicable
                                                              Not applicable
99 PWM1H2                    99          PWM2H/RE3            Not applicable
                                                              Not applicable
100 PWM1L3                   100         PWM3L/RE4            Not applicable
                                                              Not applicable
3        PWM1H3              3           PWM3H/RE5            Not applicable
                                                              Not applicable
78 PWM2L1                    78          OC4/RD3              Not applicable
                                                              Not applicable
18 FAULT                     18          AN20/FLTA/INT1/RE8   Not applicable
                                                              Not applicable
19 PFC_FLT                   19          AN21/FLTB/INT2/RE9   Not applicable
                                                              Not applicable
26 PGC                       26          PGEC1/AN6/OFCA/RB6   Not applicable
                                                              Not applicable
27 PGD                       27          PGED1//AN7/RB7       Not applicable
                                                              Not applicable
63 OSI                       63          OSC1/CLKIN/RC12      Not applicable
                                                              Not applicable
64 OSO                       64          OSC2/CLKO/RC15       Not applicable
                                                              Not applicable
25 IPFC                      25          PGED3/AN0/CN2/RB0    Not applicable
                                                              Not applicable
24 VACZX_VAC_POT             24          PGEC3/AN1/CN3/RB1    Not applicable
                                                              Not applicable
35 Not applicable            35          AN11/RB11            Not applicable
                                                              Not applicable
23 VBUS                      23          AN2/SS1/CN4/RB2      Not applicable
                                                              Not applicable
41 Not applicable            41          AN12/RB12            Not applicable
                                                              Not applicable
22 MONITOR_1                 22          AN3/INDX/CN5/RB3     Not applicable

42 Not applicable            42          AN13/RB13

21 MONITOR_2                 21          AN4/QEA/CN6/RB4

43 Not applicable            43          AN14/RB14

20 MONITOR_3                 20          AN5/QEB/CN7/RB5

80 HA/QEA                    80          IC6/CN19/RD13

47 HB/QEB                    47          IC7/U1CTS/CN20/RD14

48 HC/INDX                   48          IC8/U1RTS/CN21/RD15

--       VA                  --          Not connected

--       VB                  --          Not connected

--       VC                  --          Not connected

--       IA                  --          Not connected

--       IB                  --          Not connected

--       IBUS                --          Not connected

--       VAC                 --          Not connected

33 POT                       33          AN9/RB9

79 VACZX                     79          IC5/RD12

49 RX                        49          U2RX/CN17/RF4

50 TX                        50          U2TX/CN18/RF5

--       USB_RX              --          Not connected

--       USB_TX              --          Not connected

68 BTN                       68          IC1/RD8

DS70605A-page 36                                               2009 Microchip Technology Inc.
                                                 Hardware

4.2.2 Power Supplies

The system default configuration is to get the 15V, 3.3V and 3.3V analog rail voltages
from the PFC stage board. However, it is also possible to use an external 24V power
supply to generate these voltages.
U19, C70, C73, C71 and C74 regulate the voltage applied to the system via J15 (28V
max). The output of the regulator is connected to the system through R109. The circuit
is shown in Appendix A. "Board Layout and Schematics".

   Note: It is the responsibility of the user to populate these components if an
              external power supply is used.

U18, C67, R110, C68, D16, D15, L3, R111, R112 and C75 regulate the 15 volts to cre-
ate a 3.3V digital rail. This auxiliary 3.3V digital rail is applied to the system through
R106. The circuit is shown in Appendix A. "Board Layout and Schematics".

   Note: It is the responsibility of the user to populate these components if an
              external power supply is used.

R114, R107, C69, and C72 form a decoupling circuit for generating a 3.3V rail for the
analog circuitry such as the ADC reference and the current feedback reference. This
auxiliary 3.3V analog rail is applied to the system through R108.

   Note: It is the responsibility of the user to populate these components if an
              external power supply is used.

4.2.3 Power Module

The three-phase inverter is embedded in a power module (U16). This power module
contains:
600V/30A 3-phase IGBT Inverter Bridge
Gate driver circuitry for each IGBT
Three Independent connections to the negative DC bus for current sensing
Short-circuit protection circuitry
Thermal Shutdown
Gate Driver Power Supply Undervoltage protection
Gate Driver Power Supply Overvoltage protection
Single-grounded power supply
Isolation of 2.5 kV per minute
Maximum switching frequency: 20 kHz
The dsPIC DSC provides the PWM signals to this power module in order to turn on/off
the IGBT, and therefore apply power to the motor phases.
R95 sets the threshold limit for the overcurrent circuitry. If this voltage is greater than
0.5 V (typical), a fault signal is asserted and the low-side IGTBs are turned off. R94 and
C53 form a low-pass RC filter that filters out the frequencies above 88.4 kHz.
C56 sets the fault pulse duration, the value of C56 is given by the following equation:
C56 = 18.3E-6 x 1.8E-3 seconds. Therefore, the fault pulse duration is 54 s
The power module fault output pin (VFO) is open-collector configured. R50 pulls up the
fault output to the analog 3.3V rail. R53 and C40 form a low-pass RC filter that filters
out the frequencies above 53 kHz.
For more information about this power module please refer to the manufacturer's data
sheet.

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 37
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                        4.2.4 Feedback Circuitry

                           The Power Module Stage provides three different methods to sense the motor position.
                           These signals are also useful to determine the speed, the torque, current consumption
                           and the applied voltage.

                           Hall Sensors, the hall sensors circuitry is designed to attach open-collector configured
                           sensors. It has a pull-up resistor at the hall sensor inputs (R23, R24, and R25) and a
                           voltage divider (R26-R29, R27-R30, R28-R31) in order to scale the input waveforms to
                           the dsPIC DSC logic levels. C25-C27 and R26-R28 form a low-pass RC filter for each
                           hall sensor signal.

                           Phase Voltage Feedback circuitry for each phase is compounded by a voltage divider,
                           a current limiter and a low-pass RC filter. R79, R84 and R92 scale the phase M1 volt-
                           age in order to match the dsPIC DSC logic levels. R85 limits the current going to the
                           ADC pin (< 6mA). C51, R79 and R84 form the low-pass filter. The phase M2 and M3
                           has the exact same circuitry as shown in the schematic.

                           DC Bus Voltage Feedback is compounded by a voltage divider and a low-pass RC
                           filter. R75, R76 and R81 scale the DC bus voltage in order to match the dsPIC DSC
                           logic levels. C47, R75 and R76 form the low-pass filter.

                           Inverter Leg Shunt Resistor Feedback, a shunt resistor is located between the emit-
                           ter of the low side switches M1 and M2 and the "-DC bus". A simple differential amplifier
                           circuit is used as shown in Appendix A. The operation of the circuit used for the M1
                           phase leg is described below:

                           The current is measured using the shunt resistor R86 and the operational amplifier
                           MCP6024 (U13A); R32, R33, R34, R36, R37 and R38 set the gain. R38 shifts the volt-
                           age present at the shunt resistor to a 1.65V DC level. Hence the voltage applied to the
                           dsPIC DSC ADC channel varies within 0-3.3V. The offset is controlled by R59, R60,
                           R38 and U13D. R35 and C34 filter out the high-frequency noise.

                           The same topology is used for the phase M2.

                           DC Bus Current Feedback, a shunt resistor is located between the shunt resistors of
                           side switches M1 and M2 and the "-DC bus". A simple differential amplifier circuit is
                           used as shown in the schematic. The operation of the circuit used for sensing the DC
                           bus current is described as follows:

                                The current is sensed using the shunt resistor R95 and the operational amplifier
                                MCP6024 (U13C); R51, R52 and R49 set the gain. R58 shifts the voltage present
                                at the shunt resistor to a 1.65V DC level. Hence the voltage applied to the dsPIC
                                DSC ADC channel varies within 0-3.3V. The offset is controlled by R59, R60, R58
                                and U13D. R54 and C42 filter out the high-frequency noise.

                               Note: It is possible to select any of these feedback signals using jumpers J12, J13
                                         and J14, please refer to Section 4.2.8 "User Interfaces" for more
                                         information.

DS70605A-page 38   2009 Microchip Technology Inc.
                                                                               Hardware

4.2.5 Fault Circuitry

In addition to the fault signal generated by the power module, the system can also
create a DC bus overcurrent fault.

DC Bus Overcurrent, this fault signal is generated when the maximum current limit of
15A is reached. The comparison of the threshold value and the actual current is done
by comparator U14. The threshold limit is set by R42 and R47. R69 is a shunt jumper
resistor that can disconnect the overcurrent fault from the dsPIC DSC.

   Note: The comparator is open-drained and needs an external pull-up resistor.
              Both the power module output and the comparator output share this pull-up
              resistor creating an OR condition at the output.

4.2.6 Isolation

The power supply used by the push buttons, communication ports, and the SKDE pro-
grammer/debugger is isolated from the power supply used by the power module or the
dsPIC DSC. An isolated 3.3V rail is generated from the digital 3.3V rail using a
DC-to-DC converter (U10). This converter provides galvanic isolation rated up to
1000 VDC/1 second.

4.2.7 Communication Ports

The power module stage board provides two methods for transmitting/receiving data to
and from the system. Both communication methods are powered using the isolated
3.3V rail.

UART-to-USB communication port is based on a PIC18LFJ2450 device with a serial
emulator firmware. This device translates the USB signals to dsPIC DSC UART com-
patible signals. The firmware used for this serial emulator is enclosed in the CD shipped
along with the unit. Isolation for the UART-to-USB communication port is provided by
U25.

UART-to-RS-232 communication port is based on a RS-232 transceiver (U9). This
device translates the dsPIC DSC UART signals to UART compatible signals. Isolation
for the UART-to-RS-232 communication port is provided by U25.

Shunt jumpers J2 and J3 select the communication port. Table 4-5 shows the possible
configurations.

TABLE 4-5:                       COMMUNICATION PORT CONFIGURATION
Designator
                                 Position  Description
       J2
                                 1-2       Connects UART receive line to RX.
       J3
                                 2-3       Connects USB receive line to RX.

                                 1-2       Connects UART transmit line to TX.

                                 2-3       Connects USB transmit line to TX.

2009 Microchip Technology Inc.                                                DS70605A-page 39
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  4.2.8 User Interfaces

                  There are two types of user interfaces, isolated and non-isolated:

                   Isolated interfaces:
                    - Potentiometer labeled "POT" (R14)
                    - RESET push button
                    - PUSH BUTTON (S1)
                    - PWM OUTPUT enable shunt jumper (J7)
                    - Communication Port Selection shunt jumper (J2 and J3)
                    - ICSP programmer/debugger connector for SKDE (J4)
                    - ICSP programmer/debugger connector for UART-to-USB converter (J1)

                   Non-Isolated interfaces:
                    - 15V Power Supply LED (D17)
                    - 3.3V Power Supply LED (D18)
                    - PWM2L1, PWM1L1, PWM1H1, PWM1L2, PWM1H2, PWM1L3, PWM1H3
                       LEDs
                    - USB communication LED (D1)
                    - USB cable connected LED (D3)
                    - SKDE USB cable connected LED (D21)
                    - SKDE Power On LED (D19)
                    - ICSP programmer/debugger connector for dsPIC DSC (J18)
                    - Feedback Selection Shunt Jumpers J11, J12, J13, and J14.

                  Table 4-6 shows the multiple feedback signals that can be selected.

                  TABLE 4-6:   MULTIPLE FEEDBACK SIGNALS
                   Designator
                               Position                 Description
                        J11
                               1-2       Connects AC input voltage zero-crossing event to
                        J12
                                         VACZX_VAC_POT
                        J13
                               3-4       Connects AC input voltage to VACZX_VAC_POT
                        J14
                               5-6       Connects the POT voltage to VACZX_VAC_POT

                               1-2       Connects Phase M1 shunt current feedback to MONITOR_1

                               3-4       Connects Phase M1 voltage feedback to MONITOR_1

                               5-6       Connects Hall A/QEA sensor signal to MONITOR_1

                               1-2       Connects Phase M2 shunt current feedback to MONITOR_2

                               3-4       Connects Phase M2 voltage feedback to MONITOR_2

                               5-6       Connects Hall B/QEB sensor signal to MONITOR_2

                               1-2       Connects DC bus shunt current feedback to MONITOR_3

                               3-4       Connects Phase M3 voltage feedback to MONITOR_3

                               5-6       Connects Hall C/INDEX sensor signal to MONITOR_3

                               7-8       Connects the POT voltage to MONITOR_3

DS70605A-page 40                                           2009 Microchip Technology Inc.
                                                Hardware

FIGURE 4-1:      4.2.9 Hardware for Programming and Debugging

                 The dsPICDEMTM MCHV Development System, with its built-in SKDE debugger/pro-
                 grammer, provides an all-in-one solution for debugging and programming applications
                 using MPLAB IDE. The Starter Kit's debugging/programming operations are controlled
                 by a PIC18F67J50 MCU running at 48 MHz. The PIC18F67J50's built-in USB engine
                 provides the communications interface between the Starter Kit and the host PC.

                 Power to the Starter Kit is provided via the isolated 3.3V rail. Proper Starter Kit main
                 system power is indicated by the green LED D19. The PIC18F67J50 MCU accom-
                 plishes debugging or programming of the target dsPIC33F by controlling the target's
                 MCLR, PGC1/EMUC1, and PGD1/EMUD1 signals. A Microchip 25LC010A serial
                 EEPROM is used to store the Starter Kit's serial number and debug control information.
                 Isolation for the MCLR, PGC1/EMUC1, and PGD1/EMUD1 signals is provided by the
                 digital isolators U22, U23, U1 and U3.

                 4.2.10 Board Connectors

                 Figure 4-1 provides the locations of the connectors. The Power Module Stage Board
                 connectors are listed in Table 4-6.

                 POWER MODULE BOARD CONNECTORS

             17

                                                3

                                             5  2

                                                4
                                                                    1

                                 16

15
                                                                                                                                                                 6

                                                                       7

                                                                       8

                                                                       9

12               11                  13  14                            10

2009 Microchip Technology Inc.                 DS70605A-page 41
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

                  TABLE 4-7: POWER MODULE STAGE BOARD CONNECTORS

                  Number                        Designator                        Type

                  1       Motor Phase 1 (M1)                                      Output/Power

                  2       Motor Phase 2 (M2)                                      Output/Power

                  3       Motor Phase 3 (M3)                                      Output/Power

                  4       DC Bus "+"                                              Input/Power

                  5       DC Bus "-"                                              Input/Power

                  6       Hall Sensor A (HA)                                      Input

                  7       Hall Sensor B (HB)                                      Input

                  8       Hall Sensor C (HC)                                      Input

                  9       Hall Sensors, 5V power supply terminal                  Output/Power

                  10      Hall Sensors, Ground terminal                           Output/Power

                  11      UART-to-USB connector                                   Input/Output

                  12      UART-to-RS-232 connector                                Input/Output

                  13      USB connector for the Starter Kit Programmer/Debugger   Input/Output

                  14      Isolated ICSPTM programmer/debugger connector for SKDE  Input/Output

                          (J4)

                  15      Isolated ICSP programmer/debugger connector for         Input/Output

                          UART-to-USB converter (J1)

                  16      ICSP programmer/debugger connector for dsPIC DSC (J18) Input/Output

                  17      14-pin keyed connector (J16)                            Input/Output/Power

                  The 14-pin keyed connector provides the signals and power supply rails from and to
                  the Power Module Stage. These signals are shown in Table 4-8.

                  TABLE 4-8: 14-PIN KEYED CONNECTORS

                  Number                             Name                          Type

                  1       3.3V, digital rail                                      Output
                                                                                    NC
                  2       Not Connected
                                                                                  Output
                  3       3.3V, analog rail                                       Output
                                                                                  Output
                  4       AC input voltage feedback                               Output
                                                                                  Output
                  5       Ground, analog rail                                     Output
                                                                                  Output
                  6       AC input current feedback                                Input
                                                                                  Output
                  7       Fault (Overcurrent or Overvoltage condition)
                                                                                    NC
                  8       VAC zero crossing signal                                Output

                  9       Ground, digital rail                                      NC

                  10      PWM signal for the PFC IGBT

                  11      Ground, digital rail

                  12      Not Connected

                  13      15V

                  14      Not Connected

DS70605A-page 42                                                            2009 Microchip Technology Inc.
                                                        Hardware

4.3 ELECTRICAL SPECIFICATIONS

                           The maximum power and current capability of the system is dictated by the allowable
                           temperature rise of the different components. Establishing maximum limits is not simple
                           given the host of different ways the user may use the system. The voltage and the
                           nature of the electrical load used both affects the dissipation that occurs. In determining
                           the allowable limits for the power semiconductors, the following assumptions have
                           been made:

                            Heat sink is at 70C (worst case)
                            Thermal resistance of the insulating thermal pad is 3C/W

TABLE 4-9: INVERTER ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Parameter                        Min  Typ      Max      Units

DC Bus                           40   310      400      VDC
Current
                                 0.1  6.5(1)   10(1)    A

Power Rating                     4    2015(2)  4000(2)  Watts

Switching Frequency              0    --       20       kHz

Note 1: The system continuously operated during one hour, 15 kHz switching
             frequency and the PFC boost circuit disabled.

                                 2: It is possible to increase the available maximum output power up to
                                       4000W by using an external ventilation mechanism attached to system
                                       near to the power module. To provide additional air flow, a conventional
                                       AC muffin fan can be used (Comair-rotron part number 028021 or
                                       028023). An alternative bonded fin heat sink with fans attached is also an
                                       option (C&H Technology, Inc. part number CH5117F).

TABLE 4-10: PFC ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Parameter                        Min  Typ      Max      Units

DC Bus                           90   380      400      VDC
Current
Power Rating                     0.1  2.6(1)   3.5(1)   A

                                 9    1000(2)  1400(2)  Watts

Switching Frequency              0    50       100      kHz

Note 1: The system continuously operated during one hour, 50 kHz switching
             frequency.

                                 2: It is possible to increase the available maximum output power up to
                                       1400W by using an external ventilation mechanism attached to system
                                       near to the PFC IGBT. To provide additional air flow, a conventional AC
                                       muffin fan can be used (Comair-rotron part number 028021 or 028023).
                                       An alternative bonded fin heat sink with fans attached is also an option
                                       (C&H Technology, Inc. part number CH5117F).

2009 Microchip Technology Inc.                         DS70605A-page 43
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

NOTES:

DS70605A-page 44   2009 Microchip Technology Inc.
                                                    dsPICDEMTM MCHV
                                            DEVELOPMENT SYSTEM

                                                          USER'S GUIDE

             Appendix A. Board Layout and Schematics

FIGURE A-1:  PFC STAGE BOARD LAYOUT (TOP)

2009 Microchip Technology Inc.            DS70605A-page 45
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-2:       PFC STAGE SCHEMATIC (SHEET 1 OF 3)

                                                         2  3

                                                         1  4

                  2  4                                              2

                        4  3  4    3                           4
                                1                                1
                                      5  6

                  1  3

                                                                    3

                        1  2       2

                                      1  2            3  4

DS70605A-page 46                                                     2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE A-3:                      Board Layout and Schematics

             PFC STAGE SCHEMATIC (SHEET 2 OF 3)

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 47
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-4:       PFC STAGE SCHEMATIC (SHEET 3 OF 3)

DS70605A-page 48                                       2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE A-5:                      Board Layout and Schematics

             POWER MODULE STAGE BOARD LAYOUT (TOP)

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 49
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-6:       POWER MODULE STAGE BOARD LAYOUT (BOTTOM)

DS70605A-page 50   2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE A-7:                      Board Layout and Schematics

             POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 1 OF 6)

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 51
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-8:       POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 2 OF 6)

                                                               D15  BAT17

                                                                           D16
                                                                                SS1P3L

DS70605A-page 52   2009 Microchip Technology Inc.
FIGURE A-9:                      Board Layout and Schematics

             POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 3 OF 6)

2009 Microchip Technology Inc.  DS70605A-page 53
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-10:      POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 4 OF 6)

DS70605A-page 54   2009 Microchip Technology Inc.
                                 Board Layout and Schematics

FIGURE A-11:  POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 5 OF 6)

2009 Microchip Technology Inc.                            DS70605A-page 55
dsPICDEMTM MCHV Development System User's Guide

FIGURE A-12:      POWER MODULE STAGE SCHEMATIC (SHEET 6 OF 6)

DS70605A-page 56   2009 Microchip Technology Inc.
                                 dsPICDEMTM MCHV DEVELOPMENT
                                                 SYSTEM USER'S GUIDE

                                         Index

A                                                                                 M
                                                                                  Microchip Internet Web Site ....................................... 4
Application Debug Setup ......................................... 19
Application Debugging ............................................. 22            P
Application Programming ......................................... 24              PFC Stage.......................................................... 13, 29
                                                                                  Phase Voltage Feedback ......................................... 38
C                                                                                 PIM Configuration .................................................... 33
                                                                                  Power Connections ............................................ 15, 17
Communication Port Connectors ............................. 17                    Power Module .......................................................... 37
Connection Sequence.............................................. 17              Power Module Stage.......................................... 13, 33
Customer Notification Service.................................... 4               Power Supplies ........................................................ 37
Customer Support ...................................................... 5         Power-down Sequence ............................................ 19
                                                                                  Power-up Sequence................................................. 19
D                                                                                 Programming and Debugging .................................. 19
                                                                                  Programming Problems ........................................... 25
DC BUS Current Feedback...................................... 38
DC BUS Overcurrent................................................ 39             R
DC BUS Voltage Feedback ..................................... 38                  Reading, Recommended ........................................... 3
Demonstration Software .......................................... 27              Running the Starter Kit Application .......................... 21
Documentation
                                                                                  S
      Conventions ........................................................ 2      Safety Notice..............................................................iii
      Layout ................................................................. 1  System Connections ................................................ 16
dsPICDEMTM MCHV Development System
      Features............................................................ 10     T
      Overview ............................................................. 7    Troubleshooting ....................................................... 25
      System Block Diagram ....................................... 9
                                                                                  U
H                                                                                 Using Breakpoints and Mouseovers ........................ 23
                                                                                  Using Watch Windows ............................................. 24
Hall Sensors............................................................. 38
Hardware Components ............................................ 29               W
                                                                                  Warranty Registration ................................................ 3
I                                                                                 WWW Address........................................................... 4

Interface Components.............................................. 14
Internet Address......................................................... 4
Inverter Leg Shunt Resistor Feedback..................... 38

2009 Microchip Technology Inc.                                                   DS70605A-page 57
                              Worldwide Sales and Service

AMERICAS                      ASIA/PACIFIC                ASIA/PACIFIC             EUROPE

Corporate Office              Asia Pacific Office         India - Bangalore        Austria - Wels
2355 West Chandler Blvd.      Suites 3707-14, 37th Floor  Tel: 91-80-3090-4444     Tel: 43-7242-2244-39
Chandler, AZ 85224-6199       Tower 6, The Gateway        Fax: 91-80-3090-4080     Fax: 43-7242-2244-393
Tel: 480-792-7200             Harbour City, Kowloon                                Denmark - Copenhagen
Fax: 480-792-7277             Hong Kong                   India - New Delhi        Tel: 45-4450-2828
Technical Support:            Tel: 852-2401-1200          Tel: 91-11-4160-8631     Fax: 45-4485-2829
http://support.microchip.com  Fax: 852-2401-3431          Fax: 91-11-4160-8632
Web Address:                                                                       France - Paris
www.microchip.com             Australia - Sydney          India - Pune             Tel: 33-1-69-53-63-20
                              Tel: 61-2-9868-6733         Tel: 91-20-2566-1512     Fax: 33-1-69-30-90-79
Atlanta                       Fax: 61-2-9868-6755         Fax: 91-20-2566-1513
Duluth, GA                                                                         Germany - Munich
Tel: 678-957-9614             China - Beijing             Japan - Yokohama         Tel: 49-89-627-144-0
Fax: 678-957-1455             Tel: 86-10-8528-2100        Tel: 81-45-471- 6166     Fax: 49-89-627-144-44
                              Fax: 86-10-8528-2104        Fax: 81-45-471-6122
Boston                                                                             Italy - Milan
Westborough, MA               China - Chengdu             Korea - Daegu            Tel: 39-0331-742611
Tel: 774-760-0087             Tel: 86-28-8665-5511        Tel: 82-53-744-4301      Fax: 39-0331-466781
Fax: 774-760-0088             Fax: 86-28-8665-7889        Fax: 82-53-744-4302
                                                                                   Netherlands - Drunen
Chicago                       China - Hong Kong SAR       Korea - Seoul            Tel: 31-416-690399
Itasca, IL                    Tel: 852-2401-1200          Tel: 82-2-554-7200       Fax: 31-416-690340
Tel: 630-285-0071             Fax: 852-2401-3431          Fax: 82-2-558-5932 or
Fax: 630-285-0075                                         82-2-558-5934            Spain - Madrid
                              China - Nanjing                                      Tel: 34-91-708-08-90
Cleveland                     Tel: 86-25-8473-2460        Malaysia - Kuala Lumpur  Fax: 34-91-708-08-91
Independence, OH              Fax: 86-25-8473-2470        Tel: 60-3-6201-9857
Tel: 216-447-0464                                         Fax: 60-3-6201-9859      UK - Wokingham
Fax: 216-447-0643             China - Qingdao                                      Tel: 44-118-921-5869
                              Tel: 86-532-8502-7355       Malaysia - Penang        Fax: 44-118-921-5820
Dallas                        Fax: 86-532-8502-7205       Tel: 60-4-227-8870
Addison, TX                                               Fax: 60-4-227-4068
Tel: 972-818-7423             China - Shanghai
Fax: 972-818-2924             Tel: 86-21-5407-5533        Philippines - Manila
                              Fax: 86-21-5407-5066        Tel: 63-2-634-9065
Detroit                                                   Fax: 63-2-634-9069
Farmington Hills, MI          China - Shenyang
Tel: 248-538-2250             Tel: 86-24-2334-2829        Singapore
Fax: 248-538-2260             Fax: 86-24-2334-2393        Tel: 65-6334-8870
                                                          Fax: 65-6334-8850
Kokomo                        China - Shenzhen
Kokomo, IN                    Tel: 86-755-8203-2660       Taiwan - Hsin Chu
Tel: 765-864-8360             Fax: 86-755-8203-1760       Tel: 886-3-6578-300
Fax: 765-864-8387                                         Fax: 886-3-6578-370
                              China - Wuhan
Los Angeles                   Tel: 86-27-5980-5300        Taiwan - Kaohsiung
Mission Viejo, CA             Fax: 86-27-5980-5118        Tel: 886-7-536-4818
Tel: 949-462-9523                                         Fax: 886-7-536-4803
Fax: 949-462-9608             China - Xiamen
                              Tel: 86-592-2388138         Taiwan - Taipei
Santa Clara                   Fax: 86-592-2388130         Tel: 886-2-2500-6610
Santa Clara, CA                                           Fax: 886-2-2508-0102
Tel: 408-961-6444             China - Xian
Fax: 408-961-6445             Tel: 86-29-8833-7252        Thailand - Bangkok
                              Fax: 86-29-8833-7256        Tel: 66-2-694-1351
Toronto                                                   Fax: 66-2-694-1350
Mississauga, Ontario,         China - Zhuhai
Canada                        Tel: 86-756-3210040
Tel: 905-673-0699             Fax: 86-756-3210049
Fax: 905-673-6509

DS70605A-page 58                                                                                                      03/26/09
                                                                                    2009 Microchip Technology Inc.
This datasheet has been downloaded from:
            datasheet.eeworld.com.cn

                 Free Download
           Daily Updated Database
      100% Free Datasheet Search Site
  100% Free IC Replacement Search Site
     Convenient Electronic Dictionary

               Fast Search System
             www.EEworld.com.cn

                                                 All Datasheets Cannot Be Modified Without Permission
                                                                Copyright Each Manufacturing Company
小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 大学堂 TI培训 Datasheet 电子工程

器件索引   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved