驱动单相BLDC电机如何使用低成本单片机驱动单绕组单相无刷直流电机
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此类电机结构简单，易于制造，因此成本较低。此外，它只需要使用单位置传感器和一些驱动器开关即可控制电机绕组并为其供电。因此，可以轻松地在电机和控制用电子元器件之间做出权衡。为保持成本效益，需要使用低成本的电机驱动器。本文介绍的驱动器电路会利用两个反馈回路。一个是内层回路，负责控制换向;另一个是外层回路，负责控制转速。电机转速以外部模拟电压作为参考，而且会检测出过流和过温故障。 图1显示了基于Microchip的8位单片机PIC16F1613的单相驱动器。选择这款单片机是因为其引脚数较少，并且片上外设可以控制驱动器开关、测量电机转速、预测转子位置以及实现故障检测。本应用使用以下外设：互补波形发生器(CWG)、信号测量定时器(SMT)、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、捕捉/比较/脉宽调制(CCP)、固定参考电压(FVR)、定时器、比较器和温度指示器。上述外设通过固件在内部进行连接，因此可减少所需的外部引脚数。 图1：单相BLDC驱动器框图 全桥电路为电机绕组供电，且由CWG输出进行控制。霍尔传感器用于确定转子位置。流过电机绕组的电流通过检测电阻Rshunt转换为电压，从而实现过流保护。转速以外部模拟输入作为参考。图2显示了电机驱动器控制框图;对于本应用，电机额定电压为5V，额定转速为2400转/分钟。电机驱动器电源电压为9V。参考转速可以是任一模拟输入。单片机的ADC模块具有10位分辨率以及最多8个通道，因此适用于各类模拟输入。ADC模块用于提供参考转速和初始PWM占空比，从而根据参考转速源对电机转速进行初始化。 图2：电机驱动器控制框图 初始占空比可根据比例积分(PI)控制器的结果以及CCP中加载的新占空比值进行增减，相应的PWM输出用作CWG的初始源以控制全桥驱动器下桥臂开关的调制，从而控制电机转速。 |
