“反電動(dòng)勢(shì)法”永磁直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2009-04-02 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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驅(qū)動(dòng)橋式電路常用方案有：三相半橋驅(qū)動(dòng)，電容儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)和三相全橋驅(qū)動(dòng)。三相全橋驅(qū)動(dòng)由六只功率管構(gòu)成三相六臂全控橋，雖然增加了功率開(kāi)關(guān)管的數(shù)量，但增大了轉(zhuǎn)矩輸出且轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小于三相半橋驅(qū)動(dòng)，復(fù)雜性與可靠性上也優(yōu)于電容儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)，而且起動(dòng)特性和低速平穩(wěn)性都較好，因此本系統(tǒng)采用此方案。如圖3所示，為驅(qū)動(dòng)芯片和驅(qū)動(dòng)橋式電路(只接了一相的上下橋臂)的硬件電路設(shè)計(jì)。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163881.htm

轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路用于測(cè)取電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)信息，從而獲得轉(zhuǎn)子位置，而且是通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的端電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電路設(shè)計(jì)如圖4所示。

電機(jī)端電壓檢測(cè)共分為A、B、C三相，現(xiàn)以A相為例，先將輸入到IR2130的B和C相驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)PWM B和PWM C通過(guò)與非門(mén)反相，得到B、C兩相上橋臂的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)相與的波形，然后跟單片機(jī)輸出控制口信號(hào)Ctr_A相與。當(dāng)單片機(jī)輸出控制口為l時(shí)，D觸發(fā)器時(shí)鐘端為B、C兩相PWM驅(qū)動(dòng)波形相與的信號(hào)；當(dāng)單片機(jī)輸出口為0時(shí)，D觸發(fā)器時(shí)鐘端為低電平，封鎖D觸發(fā)器輸出，使D觸發(fā)器輸出保持不變，從而通過(guò)編寫(xiě)軟件控制單片機(jī)輸出口，使得每個(gè)狀態(tài)，只有一個(gè)D觸發(fā)器開(kāi)通，且在續(xù)流階段封鎖D觸發(fā)器輸出，這樣可以很大程度的避免反電動(dòng)勢(shì)虛假過(guò)零點(diǎn)對(duì)零點(diǎn)信息測(cè)量的影響。
電流保護(hù)電路包括兩個(gè)部分。第一部分如圖3所示。
通過(guò)R7、R8、R9三個(gè)電阻將驅(qū)動(dòng)橋的電壓信號(hào)采集到IR2130中，一旦外電路發(fā)生過(guò)流或直通，IR2130內(nèi)部的電流比較器迅速翻轉(zhuǎn)，故障處理單元輸出低電平，封鎖驅(qū)動(dòng)輸出口，同時(shí)引腳FAULT向MCU發(fā)出報(bào)警信號(hào)，由此完成第一部分電流保護(hù)功能且要通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具體的功能響應(yīng)。第二部分電流保護(hù)主要針對(duì)驅(qū)動(dòng)橋，電路設(shè)計(jì)如圖5所示。

保護(hù)電路通過(guò)R10于Rll將驅(qū)動(dòng)橋下橋臂的電壓采集到LM393的正向輸入端，可以和事先設(shè)定的Verf進(jìn)行比較，當(dāng)驅(qū)動(dòng)橋電流過(guò)大時(shí)，LM393輸出高電平，使得Q1、Q2、Q3都導(dǎo)通，由此降低下橋臂MOS管的柵源電壓，達(dá)到保護(hù)MOS管的目的。
三相全橋的驅(qū)動(dòng)控制是由MCU通過(guò)PWM方式實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)軟件運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可能會(huì)使得同一橋臂的上下兩個(gè)MOS管同時(shí)導(dǎo)通，這將造成短路，極易燒壞MOS管，由此設(shè)計(jì)了邏輯保護(hù)電路模塊，使得同一橋臂上下兩個(gè)MOS管不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通的情況。邏輯保護(hù)電路輸入與輸出的邏輯關(guān)系如表1所示。

表1輸入輸出邏輯關(guān)系