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产品名称: PTAI216
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价格: 65
供货总量: 666
规格: PTAI216
更新日期: 2018年12月18日,有效期:360天
关键字: PTAI216 PTAI216 PTAI216
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PTAI216  无传感器控制方案

图1即为带霍尔传感器的BLDC换相图。方案采用常规的120°通电方式(六步换相),为使电机运行,必须按照周期性间隔切换通电的相(即换相)。对于常规通电,每个电周期需要六次等距换相。每一步或每一区间,相当于60个电角度。六个区间组成了360个电角度或一次电气旋转。每一区间上都有两个绕组通电,一个绕组未通电。要使电机正确换相,必须测量电周期中的位置。采用三个霍尔传感器即可提供六次换相所需要的位置信息。

图1BLDC换相图

在无传感器控制方案中,必须采用其他方式获取转子位置。转子位置的获得是BLDC无位置传感器控制中的关键技术。常见的转子位置检测有反电动势过零点检测法、反电动势三次谐波积分检测法、续流二极管检测法、磁链估计法等。其中常用经典的是反电动势过零点检测法。反电动势过零点检测法不需要详细了解电机特性,可适用于多种电机。

在六步换相过程中,每一区间上都有两个绕组通电,一个绕组未通电。这样在未通电绕组上会出现某相上电流为零,在电机引线上仍可看到电压的现象。这个电压就是反电动势。简单的说,反电动势(EMF)是永磁式电机转子转动时,由定子绕组所产生的电压。反电动势的幅值与电机转速成正比。在图1中,第1扇区中C相电压,第2扇区中的B相电压即为定子绕组产生的反电动势。

PTAI216 假设电机由±UV电压驱动,则反电动势信号以0V为中心对称。如果反电动势信号为一条直线,那么信号将在该区间的一半处(也就是该区间的30°电角度处)通过零线。该点称为过零点。在过零事件后再经过30°电角度进行下一次换相。因此,精确检测过零点时刻便可估算转子位置,使电机绕组在正确的时间进行换相。如图2所示。

图2BEMF过零点与换相图

3.过零点检测方案

图3BLDC驱动电路拓扑图

图3为典型的三相BLDC驱动电路拓扑图。假定三相端电压分别为Va,Vb,Vc;Vn为中性点电压;Ea,Eb,Ec为三相反电动势;Ia,Ib,Ic为三相电流,R为相电阻,L为电感。在C相为非导通相时可根据过零点时Va+Vb+Vc=0及上面等式可得:

3Ec=2Vc-(Va+Vb)

根据以上等式,有三种不同的过零点检测方法:

1.直接用ADC采样三路端电压,根据上述公式判断过零点。此算法需采样多路ADC电压,且需软件滤波算法,对ADC及MIPS均有一定的要求。

2.在PWM输出信号为OFF时采样非通电相电压,将之与零电压比较。此算法在低速时比较有优势,因为低速时反电势信号比较弱,这种算法的采样区域恰为非通电相端电压过零区域。但当PWM的占空比比较高时,由于可供采样的时间点太短,容易造成采样失败。

3.在PWM输出信号为ON时采样非通电相电压,将之与母线电压的一半比较。此种算法则具有较宽的调速范围,较为通用。

本方案即采用第三种算法进行过零点检测。

PTAI216

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