基于S12ZVM的車用BLDC無傳感控制方案

　　由于無法確切知道BLDC無傳感電機(jī)的初始位置，其啟動過程要比帶Hall傳感器BLDC電機(jī)的啟動過程復(fù)雜。如圖4所示，其啟動過程包括Alignment階段，Open Loop Starting階段及最終的Run階段。在Alignment階段，控制器同時施加相同占空比的PWM給A相與B相，C相則與地相連，這樣就將BLDC電機(jī)穩(wěn)定在一個已知的位置。占空比的大小與持續(xù)的時間取決于BLDC電機(jī)特性和負(fù)載大小，通常持續(xù)時間在100ms到500ms之間。當(dāng)Alignment過程結(jié)束后，就進(jìn)入Open Loop Starting階段，由于反電動勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比，在極慢的轉(zhuǎn)速下反電動勢的幅值很低，很難檢測到過零點(diǎn)。因此，當(dāng)電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)啟動時必須采用開環(huán)控制，待有足以檢測到過零點(diǎn)的反電動勢時，才轉(zhuǎn)而采用反電動勢檢測控制并進(jìn)入Run階段。當(dāng)進(jìn)入到Run階段后，BLDC就采用速度閉環(huán)控制，過零點(diǎn)由反向電動勢檢測所得?！　?/p>本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/146842.htm

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　　無傳感位置檢測實(shí)現(xiàn)

　　依靠Hall傳感器的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)起來非常容易，但除去Hall傳感器可降低系統(tǒng)成本并提高可靠性。BLDC電機(jī)轉(zhuǎn)動時，每個繞組都會產(chǎn)生叫做反電動勢的電壓，根據(jù)楞次定律，其方向與提供給繞組的主電壓相反。反電動勢主要取決于三個因素：轉(zhuǎn)子角速度，轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場，定子繞組的匝數(shù)。

　　當(dāng)采用傳感器時，MCU會根據(jù)Hall信號來決定BLDC換向點(diǎn)。當(dāng)采用無傳感控制時，則可以采用反電動勢過零點(diǎn)檢測來決定正確的換向點(diǎn)，如圖5所示?！　?/p>

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　　當(dāng)在一個恒速情況下，切換周期等于過零點(diǎn)周期，圖中圈圈代表著過零點(diǎn)發(fā)生的地方，一般處在兩個切換點(diǎn)的中間。所以通過timer得出上一次過零點(diǎn)時間以及本次的過零點(diǎn)時間，就可以計算出正確的換向點(diǎn)。
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　　其中：–實(shí)際過零點(diǎn)時間，–上次過零點(diǎn)時間，–下次換向點(diǎn)時間，–范圍在0.3~0.5的常數(shù)(取決于電機(jī)參數(shù))。

　　所以，成功檢測反電動勢過零點(diǎn)就決定了無傳感控制BLDC成功的關(guān)鍵。如圖6所示，通常有硬件和軟件兩種方式能檢測到反電動勢過零點(diǎn)。第一種是采用三個硬件比較器，在某切換周期中不加電的一相可以通過相應(yīng)的硬件比較器與1/2的Udcb電壓進(jìn)行比較，在PWM周期中ON有效時，比較器能夠檢測到反向電動勢電壓變化從而得出過零點(diǎn)的位置。第二種方式可以用軟件AD采樣來實(shí)現(xiàn)，在BLDC電機(jī)運(yùn)行過程中，使用ADC對不加電的一相進(jìn)行采樣，與此同時Udcb會被另一路ADC模塊同時采樣，然后軟件可以實(shí)時地根據(jù)兩個采樣數(shù)值進(jìn)行過零點(diǎn)判斷。　　

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