飞思卡尔S12ZVM车用BLDC无传感控制

2013-11-26 11:03 来源:电子信息网 作者:蒲公英


图3为采用S12ZVM的无传感BLDC控制系统设计框图,除了三相桥与采样电阻之外,整个控制都可以由S12ZVM内部来实现。当采用三相六拍控制策略时,只需要一个采样电阻来检测电流的大小,S12ZVM内部有运放可以对电流信号进行放大并通过AD模块进行采样,同时还可以将放大的电流信号经过比较器与给定的电压进行比较做过流保护。图中蓝色部分为S12ZVM的硬件模块,而绿色部分则由软件来实现功能。AD模块采样相电压,DCBUS电压和工作电流,经过过零点检测算法来确定换向控制并计算BLDC实际速度,速度环的PI控制器对实际速度和设定速度差值进行计算,从而决定PWM的占空比来控制BLDC电机转动力矩,保证实际速度按照设定的速度运行。

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图3 S12ZVM BLDC无传感控制框图

由于无法确切知道BLDC无传感电机的初始位置,其启动过程要比带Hall传感器BLDC电机的启动过程复杂。如图4所示,其启动过程包括Alignment阶段,Open Loop Starting阶段及最终的Run阶段。在Alignment阶段,控制器同时施加相同占空比的PWM给A相与B相,C相则与地相连,这样就将BLDC电机稳定在一个已知的位置。占空比的大小与持续的时间取决于BLDC电机特性和负载大小,通常持续时间在100ms到500ms之间。当Alignment过程结束后,就进入Open Loop Starting阶段,由于反电动势与转子转速成正比,在极慢的转速下反电动势的幅值很低,很难检测到过零点。因此,当电机从静止状态启动时必须采用开环控制,待有足以检测到过零点的反电动势时,才转而采用反电动势检测控制并进入Run阶段。当进入到Run阶段后,BLDC就采用速度闭环控制,过零点由反向电动势检测所得。

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图4 BLDC无传感控制启动流程

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BLDC 飞思卡尔 S12ZVM

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