將無傳感器BLDC 電機控制引入低成本應(yīng)用
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圖2：反電動勢過零
利用幾個配置為比較器的運放，可輕松實現(xiàn)該方法。但是，該方法中存在幾個問題。首先，反電動勢通常小于VBUS，因此過零事件不一定發(fā)生在VBUS/2。此外，每相的特性可能不同，因此一個相的過零反電動勢電壓可能與其他相的過零反電動勢電壓不同。最后，這個過于簡單的檢測方法會導(dǎo)致檢測的反電動勢信號出現(xiàn)正負相移。
在實際電機中，過零閾值電壓變化很大。幸運的是，這個變化的閾值電壓等于電機中性點電壓，因為電機中性點是全部三相反電動勢的平均值。因此，只要任一相的反電動勢等于電機的中性點，就會發(fā)生過零事件且控制器需要換向。這可以通過電阻和運放完成，或者使用控制器自身的ADC模塊和軟件實現(xiàn)。利用可編程控制器（如dsPIC DSC），每相的反電動勢都可以使用ADC模塊采樣，并且利用三個反電動勢信號的平均值可輕松使用軟件重建中性點。隨后，軟件可將該值與檢測到的三相的反電動勢進行比較，并檢測過零事件何時發(fā)生。發(fā)生過零事件后，控制器使電機換向，然后整個過程重復(fù)執(zhí)行。因此，通過使用電機的反電動勢和檢測過零，可從系統(tǒng)中除去傳感器，同時保持相同的性能水平。
在實際系統(tǒng)中，無傳感器運行方式還會遇到其他困難。首先，在低速運行時，反電動勢非常小，很難檢測到。因此，在電機開始快速旋轉(zhuǎn)，快到產(chǎn)生足夠大的反電動勢以在無傳感器模式下運行前，控制器必須猜測轉(zhuǎn)子位置?？绍浖幊痰目刂破魇瓜到y(tǒng)啟動方式可根據(jù)特定應(yīng)用進行調(diào)整，從而減少此問題的影響。另一個問題是MOSFET的開關(guān)噪聲。由于MOSFET通過開關(guān)操作來更改每相的電壓，這會將噪聲引入到由控制器ADC模塊檢測的反電動勢中。需要過濾掉這種噪聲，以精確重建每相的反電動勢。DSC的處理器內(nèi)建DSP引擎，可輕松處理實現(xiàn)數(shù)字濾波和消除開關(guān)噪聲所需的計算。其他挑戰(zhàn)來自特定設(shè)計的特性。但是，使用可軟件編程的控制器通常會使這些挑戰(zhàn)更容易解決，就像本文提及的兩個問題的解決方案一樣。
通過示例進行研究和實驗使得學(xué)習(xí)新技術(shù)更為容易。專為無傳感器BLDC控制定制的開發(fā)工具大大簡化了學(xué)習(xí)過程并加快了產(chǎn)品開發(fā)。過去，利用開發(fā)工具學(xué)習(xí)需要付出昂貴的金錢和時間成本。市場上的新工具正在改變這一局面。例如Microchip的電機控制入門工具包，其成本低于100美元，而且包括詳細的應(yīng)用筆記、示例軟件和硬件原理圖（見圖3）。電機控制器供應(yīng)商（包括Microchip）通常會在其網(wǎng)站上提供免費的軟件和硬件文件，使學(xué)習(xí)過程更輕松。
圖3：低成本無傳感器BLDC開發(fā)工具包
總之，無傳感器BLDC控制允許從系統(tǒng)中除去傳感器及相關(guān)接線。利用新的開發(fā)工具和電機控制器，學(xué)習(xí)如何將無傳感器控制添加到系統(tǒng)中比以往更容易。電機控制器供應(yīng)商的應(yīng)用筆記詳細介紹了無傳感器算法的優(yōu)缺點，并提供示例軟件對理論進行補充。過去售價數(shù)百美元的開發(fā)工具現(xiàn)在不到100美元，而且實現(xiàn)無傳感器電機控制算法所需的硅器件批量訂購時的單價現(xiàn)在也僅約1美元。隨著電子電機市場的持續(xù)增長，對BLDC電機系統(tǒng)的需求也將增長且成本壓力將上升。無傳感器技術(shù)正率先滿足這些新需求。 本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201612/331258.htm
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