AVR微控制器在BLDC電機(jī)控制中的應(yīng)用

鑒于此，我們可以得出結(jié)論：驅(qū)動(dòng)BLDC電機(jī)需要梯形電壓；而驅(qū)動(dòng)BLAC電機(jī)需要正弦電壓。

總之，BLDC電機(jī)為制造商帶來(lái)了尺寸、重量和性能方面的好處，但目前存在一大挑戰(zhàn)，即如何把成本降低到與舊式、較重產(chǎn)品相比更具有竟?fàn)幜Φ膬r(jià)位。

(a) 功率橋 (b) 線圈的電流行為
圖2 無(wú)刷電機(jī)輸出信號(hào)的產(chǎn)生

BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法

BLDC電機(jī)可帶3個(gè)霍爾傳感器，這些傳感器和與轉(zhuǎn)子位置相關(guān)的線圈U、V和W 3個(gè)電壓保持同步。表1說(shuō)明了哪個(gè)線圈必須按照霍爾傳感器的指示被激活。電機(jī)的電氣周期分為6個(gè)步驟，每一步都有一個(gè)霍爾傳感器“值”。圖2(a) 所示為功率橋的拓?fù)?，圖2(b)顯示了每一步有哪些線圈被加電。例如，在步驟1期間，電壓施加在電機(jī)的U和V輸出端之間，從U流向V端的電流如圖2(b)中的箭頭1所示。

表1 霍爾傳感器表

如霍爾傳感器表所示，在每一步換向過(guò)程中，通過(guò)關(guān)閉兩個(gè)開關(guān)在電機(jī)兩個(gè)輸出端之間施加電壓。利用這種控制方式，電壓將通過(guò)霍爾傳感器與轉(zhuǎn)子位置保持同步。事實(shí)上，在這一點(diǎn)上，BLDC 電機(jī)具有與DC電機(jī)相同的行為，其速度與電壓成比例。然而，為了控制電機(jī)速度，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)發(fā)送PWM信號(hào)激活開關(guān)，來(lái)調(diào)節(jié)施加的電壓。V和W輸出端產(chǎn)生“延時(shí)”±120°的類似波形。另外，還需注意步驟3和步驟6期間產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)。

無(wú)傳感器電機(jī)

無(wú)傳感器電機(jī)的控制同步化是通過(guò)在U、V、W這些輸出端沒(méi)有被激活(如U輸出端的步驟3和步驟6)的步驟期間，監(jiān)控U、V和W的反電動(dòng)勢(shì)信息來(lái)完成的，其中包含了反電動(dòng)勢(shì)零交叉點(diǎn)的檢測(cè)，并可以借助模擬比較器或利用軟件加ADC輸入來(lái)完成，如圖3所示。

圖3 BLDC電機(jī)在步驟3和步驟6期間的U相及其BEMF波形

AVR解決方案

AVR產(chǎn)品組合提供了能夠驅(qū)動(dòng)汽車、工業(yè)控制及白色商品的BLDC電機(jī)的各種平臺(tái)。ATmega16/32/64M1是針對(duì)汽車應(yīng)用而開發(fā)的，其中包括驅(qū)動(dòng)DC或 BLDC/BLAC電機(jī)的功率級(jí)控制器、用于反電動(dòng)勢(shì)感測(cè)的模擬比較器(無(wú)傳感器應(yīng)用)、故障輸入以及用于電流和電壓測(cè)量的ADC等器件，對(duì)于上述的無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)能帶來(lái)切實(shí)幫助。