基于S12ZVM的車用BLDC無傳感控制方案

　　采用比較器的方式可以降低CPU的負(fù)擔(dān)，但軟件采樣的方式更加靈活，可以更加精確地檢測出過零點(diǎn)的位置。S12ZVM同時(shí)集成了實(shí)現(xiàn)上述兩種方式的硬件模塊，內(nèi)部包括三個(gè)相位比較器來實(shí)現(xiàn)硬件比較，AD模塊包括兩個(gè)獨(dú)立的ADC來實(shí)現(xiàn)軟件采樣，兩個(gè)ADC可以對反向電動(dòng)勢電壓與Udcb電壓同時(shí)采樣，確保過零點(diǎn)檢測更加準(zhǔn)確。

　　當(dāng)采用軟件采樣的方式時(shí)，必須選擇合適的采樣點(diǎn)。圖7顯示在一個(gè)PWM周期中通電情況下反向電動(dòng)勢電壓的變化情況。在PWM周期中ON有效時(shí)，SAtop管被打開接DCBUS，SCbot也打開與地相連。所以電流會從DCBUS經(jīng)過SAtop管流過A相與C相，再進(jìn)過SCbot管流入地，可見三相的中間點(diǎn)電壓可以近似為DCBUS/2。此時(shí)在B相上產(chǎn)生基于DCBUS/2電壓的反向電動(dòng)勢就可以被檢測出正向與反向，這也意味著過零點(diǎn)的電壓能夠被成功地檢測到。在PWM周期中處于OFF時(shí)，此時(shí)A相與C相的下橋分別與地相連，三相的中間點(diǎn)也就近似于與地相連，在這種情況就很難檢測到B相反電動(dòng)勢的過零點(diǎn)。　　

　　

?

　　由此可以發(fā)現(xiàn)，對反向電動(dòng)勢的檢測只有在PWM周期中處于ON狀態(tài)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。對于AD模塊來說，就需要與PWM進(jìn)行同步，配合定時(shí)延遲模塊，可以在PWM周期中ON狀態(tài)即將結(jié)束之前進(jìn)行精確采樣。S12ZVM有PTU可編程觸發(fā)單元模塊，其內(nèi)部包含一個(gè)16bit計(jì)數(shù)器，兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)發(fā)生器，可以配置高達(dá)32個(gè)觸發(fā)事件，同時(shí)可以根據(jù)PWM模塊的Reload事件來啟動(dòng)PTU觸發(fā)過程。圖8可以很形象的理解無傳感檢測反向電動(dòng)勢的采樣過程，PMF/PWM產(chǎn)生一個(gè)PWM Reload信號給PTU單元，PTU單元中的16bit Counter開始計(jì)數(shù)，PTU會在T2這個(gè)時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)事件來觸發(fā)ADC0與ADC1分別對反向電動(dòng)勢與DC bus電壓同時(shí)采樣，當(dāng)ADC采樣轉(zhuǎn)換結(jié)束后就產(chǎn)生一個(gè)ADC中斷，在ADC中斷服務(wù)子程序中就可以做反向電動(dòng)勢過零點(diǎn)的判斷等操作。

　　總結(jié)

　　本文詳細(xì)介紹了飛思卡爾S12ZVM混合集成芯片在車用BLDC中的應(yīng)用，其中包括S12ZVM的無傳感控制策略及啟動(dòng)過程，同時(shí)也詳細(xì)介紹了反電動(dòng)勢過零點(diǎn)檢測方法及策略。通過飛思卡爾S12ZVM單芯片電機(jī)控制解決方案，設(shè)計(jì)師可縮小產(chǎn)品尺寸、降低噪音并提升能效，加快車用BLDC控制器的開發(fā)過程。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=S12ZVM&nodeId=0162468636C35E

　　[2] http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=S08MP&nodeId=01624684491437EDDD

　　[3] 劉剛,王志強(qiáng),房建成著.永磁無刷直流電機(jī)控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社

　　[4] (美) 霍萊姆比克[著],吳喜驪,蔣芳[編].汽車車身電子控制技術(shù)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社

　　[5] 夏長亮 著無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)[M].科學(xué)出版社