面向低成本变速应用的“即用型“交流感应电机控制IC

闭，直到问题解决，同时完成超时操作，表明可以安全重启。对两种类型的故障模式(低Vdd 和晶体探测丢失)来说，MC3PHAC会重启，致使PWM立即进入高抗阻状态，并迫使重新设置连接到复位管脚的所有外部硬件。每种保护功能都按问题的严重性在下面进行详细讨论。

高总线电压
由于MC3PHAC 为交流驱动提供的PWM类型会导致变频器的完全4 象限运行，因此能量可从电机回传给直流总线。然而，在很多情况下，会阻止这种能量返回交流主线，而是作为1/2CV2储存在总线电容器中。在大多数情况下，这种情况都是电机大幅减速的结果。如果总线电压超过表2中描述的"总线电压Decel值"的限制，MC3PHAC就会减缓降速以调整再生处理。而且，如果总线电压超过表2中描述的"总线电压Decel值"限制，MC3PHAC就会激活RBRAKE管脚，在电容器上打开一个电阻负载，释放再生能量而不是把它储存起来。图11显示了通过1/2 hp电机的加速和减速获得的波形及其对总线电压的相应影响。在这种情况下，只使用电阻制动来限制总线电压，并把"总线电压Rbrake值"设置为其默认值的110%。

图11. 用RBRAKE Clamping加速和减速时直流总线的电压

过高的总线电压
如果上面描述的技术在限制直流总线电容器上的电压时并不成功，总线电压超出表2中描述的"总线电压过压值"限制，PWM输出就立即关闭。在总线电压降至安全限制范围内前，它会一直保持关闭状态，并出现指定的超时操作，显示可以安全地为变频器接通电源。

低压总线
如果总线电压降得过低(如在电力管制条件下)，某些由总线供电的系统的功能就会不稳定，导致其它系统问题。如果总线电压降至表2中描述的"总线电压过压值"门限以下，PWM输出将被关闭，并根据上面对过压条件的描述重新激活。

外部故障条件
MC3PHAC内置有一个称为"FAULT IN"管脚的特殊输入单元，以处理其它系统故障。用户应自己决定该管脚监视哪些系统参数。与以前讨论过的故障模式不同，那些故障模式都是基于以PWM更新取样频率对DC BUS IN管脚的取样，而它则是数字输入，一旦确定是数字输入，就会在使用后立即关闭PWM。如果输入被拒绝，PWM就会在指定的超时，表明可以安全地为变频器接通电源后重新激活。

时钟检测丢失
放松MC3PHAC的输入时钟(或任何标准的微型时钟或DSP)可能意味着电机控制系统的潜在危险环境。事实上，有些法律机构正强制要求对某些设备应用进行"失效晶体"测试，以确认所有可能造成安全危险的应用的电源都已关闭。在交流电机控制系统中，最可能出现的故障是PWM信号可能冻结于目前条件，使变频器中的某些晶体管打开。这样，电机、变频器或两者就很容易毁坏。借助MC3PHAC，这些问题将不复存在，因为如果输入时钟丢失，设备会立即重新设置系统并关闭PWM输出。

低Vdd保护
与输入时钟的丢失一样，较低的Vdd 值可能导致危险的系统故障，因为MC3PHAC和其它关闭Vdd的电路功能会发生混乱。MC3PHAC内置一个板上电压监视器，当Vdd 的电压降到4伏以下时，它会重新复位系统。它允许使用5伏电源，不管其输出电压是否规定为5%或10%的容许量。

结论

到此，我们已经全面介绍了一款控制交流感应电机速度的器件，它可以应用到大多数开放式环路、伏特/赫兹控制的应用中而无需对其进行编程。这样就可以极大地减轻一线开发工作量并降低开发成本，同时它还保持了一定的灵活性，以满足众多变速应用的要求。

MC3PHAC向市场推出几种标准封装。其中有两种28管脚封装：28管脚、6英寸宽、塑料DIP和28管脚塑料SOIC。此外，我们还提供32管脚(QFP) 塑料四方扁平封装。所有封装都能在从-40℃ 到105℃的温度范围内工作。目前，该芯片还可以提供无铅封装的版本。

如欲索取免费样品或在线观看MC3PHAC实际驱动电机的视频演示，敬请访问：http://www.freescale.com/8bit

作者：Dave Wilson
飞思卡尔半导体