無傳感器BLDC驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

圖4：反電勢過零檢測電路。

3. 行程計量和液晶顯示原理

本設(shè)計中行程計量采用純軟件數(shù)據(jù)處理。由于電動車電機轉(zhuǎn)子在外面，車上的輻條是固定在轉(zhuǎn)子上的，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈車輪就轉(zhuǎn)一周，所走過的路程就是車輪的周長。這樣只要電機轉(zhuǎn)一圈，采用內(nèi)部中斷，數(shù)據(jù)處理部分就做一次加法，通過累加的辦法存儲總路程數(shù)據(jù)，然后進行十進制轉(zhuǎn)換。由于HT46R6?自帶LCD驅(qū)動，因此只需將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果直接寫入其RAM存儲區(qū)1，即可在液晶屏上顯示里程。其中數(shù)據(jù)處理部分的加法采用浮點數(shù)，這是因為HT系列單片機不支持小數(shù)操作。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

驅(qū)動部分：74HC139譯碼器的輸入端連接到單片機HT46R6?上，其使能控制位接HT46R6?的PWM1(即PD1口)，其它輸入接普通I/O，譯碼器的輸出直接驅(qū)動IR2132，IR2132的輸入均是低電平有效，以產(chǎn)生輸出電平去驅(qū)動MOS管P60N06的柵極，外加48V漏極電壓使MOS管導(dǎo)通，通過這種驅(qū)動方法順序?qū)ǜ鱉OS管，以便給直流無刷電機連續(xù)供電。需注意的是當IR2132高于8.9V的電壓時才能開通，一般采用12V或15V作為驅(qū)動，器件內(nèi)帶有欠電壓和過電流保護；當電壓低于8.9V，IR2132自動斷開不工作，即沒有輸出，此時整個控制系統(tǒng)也就無法正常運作。

反電勢部分：采用原理部分敘述的過零方案，通過電阻取三相反電勢電壓，將其送往比較器LM339中每個比較器的正端，為減小干擾，正端輸入需加電容濾波，而負端(參考相)電壓采用48V電源的1/22。通過比較，若正端電壓高于負端，則LM339的出端信號為+5V；若正端電壓低于負端，則出端信號為0V，從而給出轉(zhuǎn)子位置信號，即傳感器信號。

LCD部分：本文中的設(shè)計采用兩行顯示的10位液晶屏與HT46R6?的SEG0-SEG19腳和4個COM腳相連，通過向內(nèi)部LCD存儲區(qū)寫數(shù)即可在屏幕上顯示行程，自帶驅(qū)動，簡易直觀且便于操作。選擇R型偏壓，則不需要連接外部電容或電阻，如果VDD大于VLCD引腳上的電壓，那么VMAX連接至VDD，否則連接到VLCD，這樣可以防止因電壓太強造成不該點亮的液晶段選信號點亮，避免亂碼的出現(xiàn)；若選擇C型偏壓，需在單片機的V1與V2之間連接0.1μF濾波電容，C1與C2之間也需要連接0.1μF充電泵電容。本文選擇的是R型偏壓，整體硬件原理見圖5。

圖5：驅(qū)動控制器硬件結(jié)構(gòu)圖。

用HT-IDE3000的仿真效果極佳，制成PCB板如圖6、圖7所示，主控板和驅(qū)動板之間用跳線連接，如果時間允許，通常將兩塊電路板合在一起，并附帶散熱片。

圖6：主控制板。