无传感器的直流无刷电机控制器ML4435及其应用

时间：05-20 来源：互联网点击：

摘要：ML4435脉宽调制式电动机控制器，为起动和控制△接或Y接绕组的直流无刷（LBDC）电机速度（无霍尔效应传感器）提供了所有必要的功能。从电机绕组传感的反电势电压，经锁相环可确定恰当的换向相位时序。

关键词：三相直流无刷电机；无传感器；反电势取样器

Sensorless BLDC Motor Controller ML4435 and Its Applications

LIU Sheng-li, LIU Ning-ning

Abstract:The ML4435 PWM motor controller provides all of the function necessary for starting and controlling the speed of delta or wye wound brushless DC motors without Hall Effect sensors.Back EMF voltage is sensed from motor windings to determin the proper commutation phas sequence using a phase locked loop(PLL).

Keywords:Three-phase BLDC motors;Sensorless;Back EMF sampler

ML4435是2001年3月最新推出的电机控制器专用IC，属于无传感器型、直流无刷（BLDC）电动机控制系统，它比ML4425/ML4426有新的改进和简化，外部引脚从28个减少到了20个，同样集成了所有必要的自动检测和控制功能。图1是ML4435的外形引脚图，图2是它的内部功能方框。

图1 ML4435外形引脚图

图2 电机控制器ML4435内部功能方框图（原图，未做标准化处理）

1 ML4435的主要特性及性能

ML4435的主要特性如下：

——专有的反电势传感换向技术，以实现无霍尔效应传感器的电机通信；

——PWM逐个脉冲式电流限制，可保护电机和MOSFET驱动器；

——可单台工作；——软起动功能可限制起动电流；

——脉宽调制PWM速度控制可提高效率，并尽量减小MOSFET尺寸；

——机载欠压闭锁和断电检测；

——电机的转速输出传感换向。

ML4435为三相直流无刷电机无传感器型速度控制提供了所有的电路。控制功能包括：起动电路、反电势换向控制、脉宽调制PWM速度控制、逐个脉冲式电流限制、电机的惯性跟踪、欠压保护。

电机的起动是通过电机换向来完成的，它在低频下产生低速运动。低速运动用以产生一个反电势信号。反电势取样电路自动跟踪电机的位置，并由一个锁相环（PLL）控制换向时间。换向控制电路还输出一个速度反馈信号，用于速度控制环。速度控制环由误差放大器和PWM比较器组成，它产生一个PWM占空比作速度调节控制。

电机的电流受限于逐个脉冲式PWM关闭比较器，它由外部电流传感电阻器两端的电压来关闭。换向控制、PWM速度控制和电流限制综合产生输出驱动器信号。六路输出驱动器用于提供栅极信号给外部三相桥功率级，以适应LBDC直流无刷电机的电压和电流的要求。

附加的功能包括：电机的惯性跟踪功能与欠压闭锁输出电路，一旦加到ML4435的电压VCC过低时，可关闭输出驱动器。ML4435的各引脚功能见表1，主要电气参数见表2。

表2 ML4435的主要电气参数

〔除另有说明外，Ta为工作温度范围，VCC=（1±10％）12V，RT=50kΩ〕

符号	参数	条件	最小	典型	最大	单位
基准电压
RT			5.8	6	6.2	V
VCO
RVCO	偏低范围时			0.2		V
RVCO	偏高范围时			6		V
CVCO	较低门限电平			2		V
	较高门限电平			3.75		V
	跟踪启动门限电平			1.5		V
	反电势消隐门限电平			2.875		V
速度反馈
	输出范围		0		6.7	V
	最低频率电压	速度反馈电压		0.9		V
	输出失效门限电平	TACH输出=高		0.97		V
	反电势取样器电流	速度反馈电压=3.3V		±80		μA
反电势传感
	反馈输入范围	FBA,FBB和FBC	0		VCC	V
TACH
	TACH输出低电平	ISINK=100μA		0.2	0.4	V
	TACH输出高电平	ISOURCE=100μA	4.3	4.8		V
速度误差放大器
	速度设定范围		0		6	V
	速度比较电流	速度比较电压=5.1V		±45		μA
	速度比较输出较低箝位	I=±45μA		2.15		V
	速度比较输出较高箝位	I=±45μA		8.2		V
振荡器
	PWM频率	N1,N2,N3	17	25	33	kHz
	占空比	N1,N2,N3	0		100	％
电流传感
	软起动电压		0.48	0.58	0.68	V
ISENSE	门限电平			0.58		V
输出（N1，N2，N3，P1，P2，P3）
	输出低电平	ISINK=20mA	0	0.5	1	V
	输出高电平(VCC－Vout)	ISOURCE=20mA	0	0.5	1	V
欠压锁定
	起动门限电平		8.7	9.2	9.7	V
	欠压门限电平		8.2	8.7	9.2	V
电源
ICC	电源电流			15		mA

表1 ML4435引脚功能

引脚	符号	功能
1	ISENSE	电机电流传感输入端，当Isense超过0?55V时，它触发逐个脉冲式电流限制
2	TACH	当SPEEDFB大于0?97V时，每个换向周期时钟输出6个脉冲，另外TACH输出在5V

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