微芯直流无刷应用

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1、AN957使用dsPIC30F2010控制带传感器的BLDC电机图1：BLDC换相图著者：StanD'SouzaMicrochipTechnologyHALLR引言60odsPIC30F2010是一款专门为嵌入式电机控制应用设计的28引脚16位MCU。它主要是为交流感应电机（ACHALLYInductionMotor，ACIM）、无刷直流电机（BrushlessDC，BLDC）和普通直流电机这些典型的电机类型而专门设计的。以下是dsPIC30F2010的一些主要特性：•6个独立或3对互补的电机控制专用PWM输出。HALLB•6输入、采样速率为5

2、00Ksps的ADC，可同时采样最多4路输入。导通Q3,Q5Q1,Q5Q1,Q6Q2,Q6Q2,Q4Q3,Q4Q3,Q5Q1,Q5Q1,Q62•多种串行通信：UART、IC™和SPI霍尔状态546231546RYB•小型封装：6×6mmQFN，适用于嵌入式控制应用•DSP引擎可实现控制环的快速响应。通过检测霍尔传感器，可以得到一个3位编码，编码值在本应用笔记中，我们将讨论如何使用dsPIC30F2010的范围从1到6。每个编码值代表转子当前所处的区间。来控制带传感器的BLDC电机。欲知BLDC的详细工作从而提供了需要对哪些绕组通电的信息。因此程

3、序可以原理以及BLDC电机运行和控制的一般信息，请参阅使用简单的查表操作来确定要对哪两对特定的绕组通电AN901_CN。本应用笔记讨论了使用dsPIC30F2010控以使转子转动。制BLDC电机的具体实现，而对BLDC电机的细节涉及注意状态“0”和“7”对于霍尔效应传感器而言是无较少。效状态。软件应该检查出这些值并相应地禁止PWM。BLDC电机变化通知输入BLDC电机基本是内外倒置的直流电机。在一般直流电灵活使用上述的技巧，可以将霍尔效应传感器连接到机中，定子是永磁体。转子上有绕组，对绕组通电。通dsPIC30F2010的输入引脚上，来检测变化

4、（变化通知过使用换向器和电刷将转子中的电流反向来产生旋转的（ChangeNotification，CN）输入）。当这些引脚上的或运动的电场。与之相反，在BLDC电机中绕组在定子输入电平发生变化时，就会产生中断。在CN中断服务上而转子是永磁体。“内外倒置的直流电机”这一称谓程序（InterruptServiceRoutine，ISR）中，由用户应由此得名。用程序读取霍尔效应传感器的值，用以计算偏移量并查要使转子转动，必须存在旋转电场。一般来说，三相表，来正确地驱动BLDC电机的绕组。BLDC电机具有3相定子，同一时刻为其中的两相通电，以产生旋转电

5、场。此方法相当容易实现，但是为了防止永磁体转子被定子锁住，在知道转子磁体的精确位置的前提下，必须以特定的方式按顺序为定子通电。位置信息通常用霍尔传感器检测转子磁体位置获得，也可采用轴角编码器方式获得。对于典型的三相带传感器的BLDC电机，有6个不同的工作区间，每个区间中有特定的两相绕组通电。如图1所示。©2005MicrochipTechnologyInc.DS00957A_CN第1页AN957电机控制脉宽调制（MCPWM）PWM信号由dsPIC30F2010的电机控制（MotorControl，MC）专用PWM模块提供。MCPWM模块是使用上

6、面的方法可以使BLDC电机全速旋转。然而，为专为电机控制应用而设计的。（阅读本节时，请参阅了使BLDC电机速度可变，必须在两相绕组的两端加上图3。）可变电压。从数字化的语言来讲，就是加在BLDC电机MCPWM有一个专用的16位PTMR时基寄存器。此定绕组上的PWM信号的不同占空比可以获得可变电压。时器每隔一个由用户定义的时间间隔进行一次递增计dsPIC30F2010有六个由PWM信号驱动的PWM输出。数，该时间间隔最短可以为TCY。通过选择一个值并将如图2所示，通过使用六个开关、IGBT或MOSFET，它装入PTPER寄存器，用户可以决定所需的

7、PWM周可以将三相绕组驱动为高电平、低电平或根本不通电。期。每个TCY，PTMR与PTPER作一次比较。当两者例如，当绕组的一端连接到高端驱动器时，就可在低端匹配时，开始一个新的周期。驱动器上施加占空比可变的PWM信号。这与将PWM控制占空比的方法与此类似，只需在三个占空比寄存器信号加在高端驱动器上，而将低端驱动器连接到VSS或中装入一个值即可。与周期比较不同，每隔TCY/2就将GND的作用相同。一般更喜欢对低端驱动器施加PWM占空比寄存器中的值与PTMR进行一次比较（即，比信号。较的频率是周期比较的两倍）。如果PTMR的值与PDCx的值相匹配

8、，那么对应的占空比输出引脚就会根据选定图2：电机驱动电路与绕组连接示意图的PWM模式驱动为低电平或高电平。通过占空比比较+V产生的三个输出将被分别传输