单片机C868实现无传感器BLDC电机控制

无传感器的BLDC控制

某些应用中，不能使用霍尔传感器或其它直接检测转子位置的方法，因此需要采用间接方法来检测转子位置。对于如图3中所示的电机运行，探测电机反电势的过零点是获得电机转子位置最常见的方法。按照120度导电方式, 任何时间都有一相电机端子没有外加电压，因此可以在该相电机端子检测电机反电势来得知转子位置。

在图3(a)中，各个相位使用的霍尔传感器用三个电阻分压器和一个比较器替代。比较器向C868提供三个转子位置信号。CAPCOM6E特别适用于这个解决方案，因为它的每路输入均有一个噪声滤波器可抑制噪音，并具备相位延迟功能，可调节相位角度，如图4所示。

                                         图3  无传感器C868 BLDC系统(a)利用外部比较器

                                                               (b)利用A/D转换器

                                         图4  CAPCOM6E具备特殊功能用于BLDC电机控制


如图4所示，通过设置T12计时器的死区时间定时器，用户可以定义噪音抑制窗口，通过设置T12通道1的比较值，用户可以使T12输出发生相位延迟，通过设置T12通道2的比较值，用户可以了解有多长时间输入没有变化。T12通道0为捕捉模式，以测量实际速度。

在图3(b)中，电机端子电压可由C868的A/D转换器检测，A/D转换可由T13溢出触发，通常，反电势信号有很大噪音，进行测量的最佳时机是在关闭电力电子开关的器件前的瞬间。此时正是T13溢出的时间。因此，每一次T13溢出均会触发一次ADC测量。软件仅须读取该值并与预定义的阈值(过零点)进行比较。如果达到了该阈值点，软件将重设T12，以准备下一个PWM状态。当相位延迟结束后(因为反向电动势BEMF过零点约比换流点提前30度)，T12通道1的比较事件将触发换流至下一个状态。实验结果表明C868 BLDC系统的A/D方法是切实有效的。

结  语

本文介绍了采用英飞凌公司最新推出的8位单片机 C868及其功能强大、灵活自如的PWM发生单元CAPCOM6E实现无传感器BLDC电机控制系统的方法。C868的CAPCOM6E具有一个用户自定义的块交换表(状态机)，其卓越的灵活性为用户提供了很大应用空间，可实现任何BLDC电机控制方案。C868所带A/D转换器的同步功能和CAPCOM6E的相位延迟功能可以进行精确的无噪声的反电势测量。实验结果证明C868确实非常适合无传感器BLDC电机控制。