幾種創(chuàng)新方法簡化電機(jī)控制設(shè)計
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ZiLOG推出了帶有閃存的8位微控制器--Z8 Encore! MC系列，專門針對無位置傳感器三相無刷直流和三相交流感應(yīng)電機(jī)控制產(chǎn)品。Z8 Encore! MC 提供 16KB 閃存 (Z8FMC16100)、8KB 閃存 (Z8FMC08100) 或 4KB 閃存 (Z8FMC04100) 等存儲選擇，還提供一系列廣泛的片上功能，可減少對外圍部件的需求，并為電機(jī)控制應(yīng)用產(chǎn)品顯著降低原料成本。Z8 Encore! MC 系列器件能夠提供更加精確地控制電機(jī)速度的方法，并且有效地將無刷直流電機(jī)控制設(shè)計進(jìn)行簡化，同時提供眾多先進(jìn)和可定制的終端產(chǎn)品功能。
用于控制速度的"時戳"
閉合回路系統(tǒng)中的大多數(shù)控制器采用至少一個專門的比較儀，來探測反電動勢信號的零交叉點，從而使輸出的驅(qū)動脈沖得以調(diào)整，以便適當(dāng)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。通過采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器取代比較儀與計時器的共用，基于 ZiLOG 的 Z8 Encore! MC 電機(jī)控制 MCU 系列的實現(xiàn)方法取消了對比較儀的需求。在這種情況下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過在后臺運行計時器而對反電動勢電壓進(jìn)行取樣。
一旦模數(shù)轉(zhuǎn)換器對反電動勢零交叉點進(jìn)行取樣，計時器就會讀數(shù)。讀出的數(shù)據(jù)記錄在寄存器中，并反過來提示計時器輸出 PWM 脈沖，以便有效地調(diào)整電機(jī)速度。這種"時戳"方法形成了用于閉合回路速度控制的更簡單、更具成本效益的系統(tǒng)。
故障反應(yīng)
在無刷直流電機(jī)驅(qū)動的設(shè)備中，不同原因都可導(dǎo)致電流過大的故障，除非安全設(shè)施設(shè)計十分完善，否則這些故障有時會帶來破壞性影響。電機(jī)繞組短路、電機(jī)引線的短路、機(jī)械驅(qū)動和聯(lián)接問題、轉(zhuǎn)子卡殼、電力設(shè)備拋錨或熄火以及其它很多問題都可能發(fā)生。其中一些問題是永久性的，另一些則只是臨時性的。任何問題引起的電流過大狀況都一定會導(dǎo)致電機(jī)中止。保護(hù)電路必須迅速反應(yīng)，但并不是要在發(fā)現(xiàn)故障時全面觸發(fā)整個系統(tǒng)的關(guān)閉，而應(yīng)實行 PWM 輸出的實時停止，直到不再發(fā)現(xiàn)故障情況才恢復(fù)正常運行。在這種情況下，如果持續(xù)存在電流過大的狀況，才需要全面關(guān)閉系統(tǒng)。
為檢測電流過大的情況，電機(jī)控制微控制器整合了輸入元件（如比較儀）。在大部分情況下，電流信號是發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的。由于在輸出阻止 PWM 信號之前，數(shù)據(jù)處理需要一些時間，這種方法有一個較大的缺點。反過來說，最終的數(shù)據(jù)處理反應(yīng)時間可能會在下一輪轉(zhuǎn)換周期之后延遲關(guān)閉系統(tǒng)，從而造成嚴(yán)重的損壞。
為避免因模數(shù)轉(zhuǎn)換器造成的處理延遲，PWM 模塊直接與一個電流過大比較儀連接，從而保證系統(tǒng)關(guān)閉能真正以實時模式實現(xiàn)。這種方法不僅改善控制器的故障感應(yīng)能力，同時規(guī)避了傳統(tǒng)方法的一個弱點。即，如果控制器時鐘即將停止工作，此時為應(yīng)對電流過大故障而關(guān)閉系統(tǒng)不會帶來危險，但如果牽涉到系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器就會有危險。
感應(yīng)配置減小了對時間的依賴性
設(shè)備控制器幾乎總是依靠經(jīng)由繞組感應(yīng)電流，使用傳感器和無位置傳感器技術(shù)，而與模數(shù)轉(zhuǎn)換器協(xié)力來監(jiān)控電機(jī)的速度。一般情況下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器所取的樣本與 MCU 所取樣本同步。
在此過程中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對產(chǎn)生的信號取樣并將結(jié)果傳送給處理器。而處理器則將綜合 PWM 的換流輸出以控制電機(jī)速度。
圖注：ZiLOG 電機(jī)微控制器整合了設(shè)備中驅(qū)動多相電機(jī)和單相電機(jī)所需的所有邏輯和輸入/輸出功能
感應(yīng)、處理和調(diào)節(jié)電機(jī)速度的更好方法仍然存在，在提供異步操作的同時，使數(shù)據(jù)處理費用降至最低。在這種配置中，通過在片上集成運算放大器和一個取樣與控制模塊，用來當(dāng)作"保持"時間的周期間輸入信號值，這樣取樣結(jié)果就可用于優(yōu)化中央處理器的處理周期，而且不要求正好與輸入信號同步。此外，ZiLOG Z8 Encore! MC 微控制器對運算放大器的片上整合降低了總體的系統(tǒng)成本。該目標(biāo)的實現(xiàn)進(jìn)一步證實了電機(jī)控制8位微控制器的高效和強(qiáng)大的特性，即擁有足夠的成本運行應(yīng)用產(chǎn)品的多種具體功能--例如控制顯示、指揮和監(jiān)控設(shè)備程序、探測并標(biāo)明服務(wù)問題--與此同時也不斷保持電機(jī)能耗的最佳值。
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