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一种基于小功率高温无刷直流电动机驱动器设计

发布时间:2014-12-04 08:49:27  来源:大电流电感厂家   查看:

  以A桥臂为例,当驱动信号Q1为高电平时,三极管D1饱和导通,此时Tl管的栅极对地电压为Dl的饱和压降加上艘上的电压。取R2《R1,R2上的电压可忽略,另外Dl的饱和压降可近似为零,因此Tl管的栅极对地电压近似为零,Tl管栅源电压近似为一12 V,这样就使T1管导通。

  这种开关主电路和驱动方式省去隔离或自举驱动芯片,简化了驱动器电路,适合于高温环境下小功率电机驱动。

  图中Rtest为电流检测采样电阻。其上电压正比于绕组电流,为限流电路提供电流采样信号。这种电流采样方式省去了专用电流传感器,简单可靠,适合与高温环境。

  1.3限流恒功率

  控制电路在保持桥臂电压不变的情况下,把电机母线电流的平均值限制在一个固定值,则电机系统的输入输入功率恒定,此时如果电机损耗基本不变,则电机的输出功率也近似恒定,实现了近似恒功率运行。

  恒功率运行可以保护电机本体、驱动电路以及该电机所驱动的设备。本文设计的限流控制电路由运算放大器及其外围电路组成,如图4所示。

  定值时比较器输出低电平,当母线电流低于设定值时比较器输出高电平,从而控制功率器件通断,使母线电流平均值保持恒定,实现恒功率控制。

  l_4驱动器电源

  驱动器功率部分电源电压为+12 V,逻辑电路部分器件工作电压为+5 V。本文采用集成稳压器7805将功率电源的+12 V稳压后得到+5 V电压,为逻辑电路部分的供电,从而省去了外部+5 V电源。另外电路中集成运放选用了单电源供电器件,省去了负电源,这样整个驱动器只需一个外部电源+12 V电源,大大简化了为驱动器供电的电源,有利于高温环境运行。

  本文选用的单片机分别设置了独立的模拟电源引脚AV。。和数字电源引脚DV。。。为可以防止AVDD被DVDD上的数字信号噪声干扰。本文采用了图5所示的单片机供电电路。AVDD和DVDD之间用一个磁珠串连一个1 n电阻隔开防止干扰,同时再并联两个反方向的肖特基二极管,防止Av。。和DVDD之间电位差过大而使芯片损坏。

  2系统软件设计

  单片机系统软件主要由主程序、换相控制子程序、A/D转换子程序和PwM信号设定子程序组成。主程序流程如图6所示。

  (1)换相控制子程序所设计的驱动器用于驱动三相星形联接无刷直流电机,采用二二导通方式,6种导通状态,转子每转60。变换一种状态。单片机通过向P2口送控制的方式实现换相控制。表l是换相控制子程序中的换相控制绕行电感器字(正转和反转)。电机起动后单片机根据从P1.0、P1.1、P1.2引脚采集到电机位置信号HAl、HA2、ItA3,向P2口送相应的控制字进行换相控制。

  (2)A/D转换子程序A/D转换子程序把P1.7引脚输人的用于占空比给定的模拟信号进行采样并转换成一个12位数字量,再送入到寄存器PWM0。为了实现电机的连续调速功能,本文首先通过AD控制特殊寄存器设置AD为连续转换模式,这样可为PWM占空比控制寄存器提供随占空比给定信号变化的数字量。

  (3)PwM信号设定子程序。

  该子程序主要功能一是设定PWM信号的频率,二是根据A/D转换的结果及时更新占空比设定寄存器PwM0的值,从而改变PWM信号的占空比,使驱动器具有连续调速扁平型电感功能。PWM定时器工作频率为12 MHz,PwM信号频率为4 kHz。此时寄存器PWMl的设定值为12 MHZ,4 kHz=101110111000B。

  3实验

  本文对研制的驱动器进行了高温环境运行的实 验和限流恒功率运行实验。

  (1)高温运行试验把驱动器放入恒温箱,调节恒温箱温度达到150℃并保持恒温,然后起动电机,电机负载加到额定值,通过改变PwM占空比进行在一定范围内连续调速试验,在连续运行3电感器生产厂家小时过程中,电机及驱动器运行正常,母线电流值和相电流波形无变化。图7是没有限流和PwM控制时相电流的实测波形。重复以上实验10次,电机及驱动器累计运行30小时,驱动器运行正常,器件完好。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

关于恒流源的问题想请教大家手头没有ad8276可以用其他的运放替代吗?手头有ad623  ad620  还有其他运放如op07  lm324等,,还有出电压可以用tl431吗?参考输入改成同相输入可以吗?请各位指教,定当虚心接受各位意见用别的运放当然可以,电压基准也可以用别的方法包括TL431来实现,但要注意正确设计电路。 chunyang 发表于 2015-7-31 23:47用别的运放当然可以,电

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