无传感器的直流无刷电机控制器ML4435及其应用

2 ML4435功 能 详 解

2. 1 ML4435的 外 部 元 件 选 择

外 部 元 件 的 选 择 需 要 根 据 电 动 机 的 电 气 参 数 和 机 械 参 数 进 行 计 算 ， 下 面 列 出 计 算 所 需 的 电 机 参 数 ：

— —最 大 直 流 电 机 电 源 电 压VMOTOR（V） ；

— —最 大 工 作 电 流Imax（A） ；

—测 量 引 线 间 的 绕 组 电 阻R1-1(Ω)；

— —磁 极 的 数 目N；

— —反 电 势 常 数Ke(V·s/rad)；

— —电 机 的 转 矩 常 数Kτ(N·m/A） ；

Kτ=Ke(SI单 位)；

— —最 大 转 速nmax（r/min） ；

— —电 机 和 其 负 载 的 转 动 惯 量J（kg·m2） ；

— —电 机 和 其 负 载 的 粘 滞 阻 尼 因 数 ξ 。

若 上 述 数 值 有 几 个 不 知 道 ， 仍 能 通 过 实 验 来 确 定 元 件 的 最 佳 值 。 下 述 公 式 和 元 件 选 择 图 可 作 为 优 化 应 用 的 起 点 。 可 选 用 最 靠 近 近 似 计 算 结 果 的 标 准 值 元 件 。

2. 2 电 源 和 芯 片 电 压 基 准

10脚 电 源 电 压VCC=（12±10％ ）V， 推 荐 在VCC脚 与 地 之 间 接 一0. 1μF的 旁 路 电 容 器 ， 并 尽 量 靠 近VCC端 接 地 。 在ML4435内 部 产 生6 V基 准 电 压 ， 它 出 现 在RT脚 ， 在 该 脚 对 地 接 一 只 电 阻 可 设 定PWM频 率 。 可 用 电 位 器 取 代 该 电 阻 来 设 置 速 度 指 令 （ 详 见2? 16） 。 注 意 ： 若 要 在6脚 加 外 部 电 路 ， 则 要 用 一 输 入 阻 抗 至 少 为1 MΩ 的 运 算 放 大 器 作 该 脚 的 缓 冲 器 。

2. 3 输 出 驱 动 器

输 出 驱 动 器LA、LB、LC和HA、HB、HC为 三 相 桥 功率级提供图腾柱式输出驱动信号。ML4435的全部控制功能都从这6个脚输出。其中LA、LB、LC分别为三相功率极的A、B、C提供低边驱动信号，其有效高电平信号为12V。而HA、 HB、 HC分别为三相功率级的A、B、C相提供高边驱动信号，其有效低电平信号为12V。

2.4 三相桥式功率级的电流限制

图3中电流传感电阻RSENSE安设在三相功率级，可调节功率级和直流无刷电机的最大电流。如RSENSE二端电压超过19脚SOFTSTART设置的电流限制门限电平，则电流调节是在PWM周期的剩余段关断输出驱动器LA、LB、LC来实现的。RSENSE最大功耗见图4。

图 3 用RSENSE作 电 流 限 制

图 4 RSENSE的 额 定 功 率 与 电 机 电 流 的 关 系

2.5 软起动

SOFTSTART（19脚）上电压设定电流限制门限电平。ML4435有一个1?1V电源电压的内部分压器，见图5。分压器由两只225kΩ电阻组成，它把电流限制门限电平设定在0?55V左右。可用外部分压器或外部基准来取代SOFTSTART的设置，其电流大于内部分压器10倍。可在该脚对地接一只电容器，作功率上升时电流限制的软斜升。可用图6选择斜升时间。

图5 19脚 的 软 起 动 功 能

图6 软 起 动 斜 升 时 间 与 软 起 动 电 容 关 系

2.6 RSENSE

RSENSE提供与电机电流成比例的电压，作电流限制。RSENSE端的失效闭锁电压是0.6V，它由SOFTSTART（19脚）设定。电流传感电阻应是低电感的，例如碳膜电阻。用线绕mΩ级的电阻，应尽力降低电感。其额定功率正比于功耗Imax2RSENSE。

2.7 ISENSE滤波器

ISENSE输入端（1脚）需要接一个RC低通滤波器，以消除电流传感信号前沿的尖峰电压，它由二极管反向恢复时的穿透电流引起。若无该滤波器会出现电流限制的虚假触发。此电路推荐的标准值R=1kΩ，C=1000pF，可滤除窄于1μs的尖峰干扰。电容值不宜超过3300pF。滤波前后的波形见图7。

图7 ISENSE滤 波 波 形

2.8 逐个脉冲式电流限制

当ISENSE脚电压超过SOFTSTART脚电压时，电流限制电路被激活，它在PWM周期的剩余阶段关闭驱动器LA、LB和LC。

2.9 换向控制

一台三相直流无刷电机需