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


3 无传感位置检测实现

依靠Hall传感器的运行实现起来非常容易,但除去hall传感器可降低系统成本并提高可靠性。BLDC电机转动时,每个绕组都会产生叫做反电动势的电压,根据楞次定律,其方向与提供给绕组的主电压相反。反电动势主要取决于三个因素:转子角速度,转子磁体产生的磁场,定子绕组的匝数。

当采用传感器时,MCU会根据hall信号来决定BLDC换向点。当采用无传感控制时,则可以采用反电动势过零点检测来决定正确的换向点,如图5所示。

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图5 BLDC反电动势过零点

当在一个恒速情况下,切换周期等于过零点周期,途中圈圈待表着过零点发生的地方,一般处在两个切换点的中间。所以通过timer得出上一次过零点时间以及本次的过零点时间,就可以计算出正确的换向点。

其中: –实际过零点时间, –上次过零点时间, –下次换向点时间, –范围在0.3-0.5的常数 (取决于电机参数)。

所以,成功检测反电动势过零点就决定了无传感控制BLDC成功的关键。如图6所示,通常有硬件和软件两种方式来能检测到反电动势过零点。第一种是采用三个硬件比较器,在某切换周期中不加电的一相可以通过相应的硬件比较器与1/2的Udcb电压进行比较,在PWM周期中On有效时,比较器能够检测到反向电动势电压变化从而得出过零点的位置。第二种方式可以用软件AD采样来实现,在BLDC电机运行过程中,使用ADC对不加电的一相进行采样,与此同时Udcb会被另一路ADC模块同时采样,然后软件可以实时的根据两个采样数值进行过零点判断。

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图6 BLDC反电动势过零点检测方法

采用比较器的方式可以降低CPU的负担,但软件采样的方式更加的灵活,可以更加精确检测出过零点的位置。S12ZVM同时集成了实现上述两种方式的硬件模块,内部包括三个相位比较器来实现硬件比较,AD模块包括两个独立的AD convertor来实现软件采样,两个AD convertor可以对反向电动势电压与Udcb电压的同时采样,确保过零点检测更加的准确。

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BLDC 飞思卡尔 S12ZVM

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