TB6588FG的無傳感器BLDC電機控制器設計

摘要：無傳感器BLDC電機具有直流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。本設計方案采用東芝三相直流無刷驅(qū)動器TB6588FG和MSP430F12012作為核心硬件電路，詳細介紹了電機調(diào)速控制電路、電機保護電路和電機速度調(diào)速的信號檢測及調(diào)整的軟件實現(xiàn)方法。
關鍵詞：TB6588FG；三相無刷電機；MSP430F2012

引言
永磁無刷直流電機及其控制一直是電機發(fā)展的研究熱點。無刷直流電機體積小，效率高。它既具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便的特點，又具備直流電機那樣良好的調(diào)速特性而無機械式換向器，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。本控制系統(tǒng)設計了以SP430F201 2單片機及TB6588FG集成驅(qū)動器為核心的硬件平臺，微處理器采集TB6588FG的速度反饋脈沖，利用數(shù)字電位器調(diào)整電壓來進行閉環(huán)速度控制。
在無傳感器無刷直流電機的控制中，轉子位置的判斷、電機的啟動及電流的換相均由控制系統(tǒng)完成，功能十分復雜，對控制裝置的硬件與軟件設計提出了很高的要求。采用基于DSP的無傳感器無刷直流電機控制方法，借助DSP的強大的運算處理能力，完成軟件實現(xiàn)的反電動勢檢測換相和開環(huán)啟動，在電路設計上較為復雜，與閥門控制系統(tǒng)要求電路設計簡單的要求相矛盾，而且在軟件的編制上也有一定的難度。本設計采用的TB6588FG專用控制器，使系統(tǒng)控制電路十分簡單，內(nèi)部具有驅(qū)動電路，不需外配MOS管，也無需使用DSP等高端控制器芯片，只需要使用一顆普通的MSP430就能完成系統(tǒng)的控制功能。軟件上大大簡化，微處理器只需對外面的開關信號做出處理，就能實現(xiàn)電機可靠的運轉。

1 系統(tǒng)總體設計
在閥門控制設計中，對設計者的最大挑戰(zhàn)是如何電路設計簡單，在有限的空間里放置電子元器件。本設計中采用MSP430F2012作為系統(tǒng)的控制核心，處理電機的啟停、速度檢測、速度調(diào)節(jié)，并對外面的開關量進行處理。將有關電機的所有控制功能交給TB6588FG處理，系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。

TB6588FG是為三相無傳感器無刷直流電機驅(qū)動而設計的專用控制芯片，通過改變模擬電壓改變PWM的占空比，來調(diào)節(jié)速度。驅(qū)動電機的電流典型值為1．5 A，峰值高達2．5 A，具有過流保護功能。供應電壓為7～42V。具有正反轉控制功能。具有控制星形連接的無傳感器無刷直流電機的所需要的全部功能，主要功能包括：啟動電路，反向電動勢換相控制，PWM速度控制，欠壓限流保護等。使用TB6588FG，無論從硬件上還是軟件上，減少了單片機的工作量，用體積小、價格很便宜的MSP430F2012，就可完成所有的工作。單片機主要完成電機速度脈沖檢測，然后控制算法調(diào)節(jié)數(shù)字電位器，來改變控制速度的模擬電壓，調(diào)節(jié)速度。TB6588FG具有欠壓限流功能，實現(xiàn)對電機的保護。