|
無刷直流電機(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)克服了有刷直流電機的缺點,用電子換向器取代了機械換向器,這使它既具有良好的調速性能,又具有交流電機結構簡單、容易維護、無換向火花、效率高、噪音小等特點。它可以把輸入的直流電源DC通過逆變器轉換為交流電AC。若是設計出線路更簡單、體積更小的無刷直流電機控制系統,將更利于設計其他功能性外圍電路,降低生產成本,提高產品競爭力。
2014年Duan LiNan在核心期刊《微電機》上介紹了一種用DSP芯片控制無刷直流電機的系統。系統中用DSP芯片的事件管理器的比較模塊產生六路控制信號,其捕獲模塊會獲取轉子位置信息,在通過霍爾傳感器來控制電機換相。整個系統電路設計簡化,減少系統體積,提高了系統的可靠性。
二、無刷直流電機控制電路設計
【系統設計框圖】
系統主要元器件參數選擇:
l DSP控制芯片:TMS320F2812
l 小功率無刷直流電機:24V/60W
l 光耦合器:6N137(用于單通道的高速光耦合器)
l PWM頻率選擇:13.4Hz
【無刷直流電機驅動主電路】
主電路是三相全橋逆變電路,為了保證電路的簡潔,mosfet場效應管選擇由PMOS管和NMOS管配合使用。該電路上橋臂用P溝道場效應管IRF9540N組成,也可用VBsemi微碧的VBZE40P10完美替代;下橋壁用N溝道場效應管IRF540組成,也可選用VBsemi微碧的VBM1104N型號的MOS管完美替代。
上橋臂可選用的VBsemi微碧p溝道MOSFET晶體管型號:
①VBE2104N
②VBZE40P10
③VBM2104N
④VBMB2104N
【可選用VBsemi微碧公司PMOS管】
下橋臂可選用的VBsemi微碧N溝道MOSFET晶體管型號:
①VBL1104N
②VBM1104N
③VBM1102N
④VBZE30N10
⑤VBZM3710
⑥VBZE4286
【可選用VBsemi微碧公司NMOS管】
本系統選用了 TMS320F2812 DSP 作主控芯片,由于TMS320F2812 DSP芯片輸出的 PWM 觸發信號強度不足以驅動功率MOS管的導通,因此在觸發控制信號和功率管柵極之間需要另外加入功率驅動電路,本系統采用 6N137 光耦合器使控制部分和功率部分隔離,以下是兩個部分的光耦結構。
【一路信號光耦隔離電路】
【PWM信號光耦隔離電路】
該系統的設計方案經試驗證明是可行的,配合上其他外圍功能電路,將可更優的控制無刷直流電機。
三、微碧半導體MOS管封裝及應用
微碧半導體企業主要產品的封裝有:SOP-8 、TO-220(F)、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400等系列封裝產線。
【微碧部分MOS管產品封裝】
廣泛應用于3C數碼、安防設備、測量儀器、廣電教育、家用電器、軍工/航天、可穿戴設備、汽車電子、網絡通信、物聯網IoT、新能源、醫療電子、照明電子、智能家居、電腦主板顯卡、MID\UMPC 、GPS、藍牙耳機、PDVD、車載DVD、汽車音箱、液晶顯示器、移動電源、手機電池(鋰電池保護板)、LED電源等產品。微碧半導體有限公司以飽滿的激情,拼搏務實的干勁,不斷創新進取,致力于為客戶群體打造出一座高效、便捷、直通、優質的服務橋梁。
四、參考文獻
[1]童宏偉,張莉萍,申景雙,解大,陳宇晨.基于STM32的無刷直流電機控制系統[J].傳感器與微系統,2019,38(07):79-81.
[2]段麗娜,趙金.基于DSP的無刷直流電機控制系統的研究[J].微電機,2014,47(03):60-63+68.
[3]吳紅星,葉宇驕,倪天,郭慶波.無刷直流電機轉子位置檢測技術綜述[J].微電機,2011,44(08):75-81.
[4]葉美桃.直流無刷電動機原理及其在汽車中的應用[J].機械管理開發,2008(02):90-91+93.