“反電動(dòng)勢法”永磁直流無(wú)刷電機控制系統設計

轉子位置檢測電路用于測取電機反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)信息，從而獲得轉子位置，而且是通過(guò)檢測電機的端電壓來(lái)實(shí)現的。電路設計如圖4所示。

電機端電壓檢測共分為A、B、C三相，現以A相為例，先將輸入到IR2130的B和C相驅動(dòng)控制信號PWM B和PWM C通過(guò)與非門(mén)反相，得到B、C兩相上橋臂的PWM驅動(dòng)信號相與的波形，然后跟單片機輸出控制口信號Ctr_A相與。當單片機輸出控制口為l時(shí)，D觸發(fā)器時(shí)鐘端為B、C兩相PWM驅動(dòng)波形相與的信號；當單片機輸出口為0時(shí)，D觸發(fā)器時(shí)鐘端為低電平，封鎖D觸發(fā)器輸出，使D觸發(fā)器輸出保持不變，從而通過(guò)編寫(xiě)軟件控制單片機輸出口，使得每個(gè)狀態(tài)，只有一個(gè)D觸發(fā)器開(kāi)通，且在續流階段封鎖D觸發(fā)器輸出，這樣可以很大程度的避免反電動(dòng)勢虛假過(guò)零點(diǎn)對零點(diǎn)信息測量的影響。
電流保護電路包括兩個(gè)部分。第一部分如圖3所示。
通過(guò)R7、R8、R9三個(gè)電阻將驅動(dòng)橋的電壓信號采集到IR2130中，一旦外電路發(fā)生過(guò)流或直通，IR2130內部的電流比較器迅速翻轉，故障處理單元輸出低電平，封鎖驅動(dòng)輸出口，同時(shí)引腳FAULT向MCU發(fā)出報警信號，由此完成第一部分電流保護功能且要通過(guò)軟件設計實(shí)現具體的功能響應。第二部分電流保護主要針對驅動(dòng)橋，電路設計如圖5所示。

保護電路通過(guò)R10于Rll將驅動(dòng)橋下橋臂的電壓采集到LM393的正向輸入端，可以和事先設定的Verf進(jìn)行比較，當驅動(dòng)橋電流過(guò)大時(shí)，LM393輸出高電平，使得Q1、Q2、Q3都導通，由此降低下橋臂MOS管的柵源電壓，達到保護MOS管的目的。
三相全橋的驅動(dòng)控制是由MCU通過(guò)PWM方式實(shí)現的，當軟件運行出現錯誤時(shí)，可能會(huì )使得同一橋臂的上下兩個(gè)MOS管同時(shí)導通，這將造成短路，極易燒壞MOS管，由此設計了邏輯保護電路模塊，使得同一橋臂上下兩個(gè)MOS管不會(huì )出現同時(shí)導通的情況。邏輯保護電路輸入與輸出的邏輯關(guān)系如表1所示。

表1輸入輸出邏輯關(guān)系