驅(qū)動永磁無刷直流電機的嵌入式微控制器
一、 概述
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/219025.htm永磁無刷直流電機(Permanent Magnet Brushless DC Motor以下簡稱PMBLDC)由于其固有的特點,在家用消費類產(chǎn)品(空調(diào)、冰箱、洗衣機)和IT 周邊產(chǎn)品(打印機、軟驅(qū)、硬驅(qū))中得到廣泛的應(yīng)用。它具有結(jié)構(gòu)簡單、高效、低噪聲、高功率密度、啟動扭矩大、壽命長等其它種類直流電機無法比擬的特性。我國是稀土大國,稀土永磁材料經(jīng)過這幾年的發(fā)展,已經(jīng)有了一定的規(guī)模,質(zhì)量和數(shù)據(jù)都有較大的提高,價格已不斷下降,這將大大促進PMBLDC工業(yè)發(fā)展。可以預(yù)計21世紀(jì)PMBLDC將成為應(yīng)用最廣泛的電機,并可以取代傳統(tǒng)直流電機和交流電機+變頻調(diào)傳統(tǒng)模式,成為10kW以下電機傳動的主角。
永磁無刷直流電機性能的發(fā)揮,除電機本身的設(shè)計以外,還要靠驅(qū)動技術(shù)和實現(xiàn)這一驅(qū)動技術(shù)的驅(qū)動板來保證。驅(qū)動板是永磁無刷直流電機電機關(guān)鍵的一部分。它的性能將直接影響整個驅(qū)動系統(tǒng)的性能指標(biāo)。隨著電子產(chǎn)品向數(shù)字化方向的發(fā)展,MCU已大量應(yīng)用。永磁無刷直流電機的驅(qū)動板又是連接上位控制MCU和電力電子變換器的橋梁:它接收上位機的命令,通過一定的控制方法,來達到預(yù)定的控制目標(biāo);同時把當(dāng)前電機狀態(tài)及一些基本參數(shù)返回給上位控制的MCU。由上述對 PMBLDC驅(qū)動板應(yīng)達到的功能可知,此類驅(qū)動板的核心器件應(yīng)是帶多路(6路以上)PWM輸出的嵌入式微控制器??紤]到目前國內(nèi)對INTEL MCS-51系列單片機的應(yīng)用有了廣泛基礎(chǔ),這里我們選用了完全采用8031核,價格低廉,最高時鐘頻率可達40MHz的Infineon C504嵌入式微控制器。
二、 C504的硬件驅(qū)動模式
C504在8031核的基礎(chǔ)上,除了增加A/D轉(zhuǎn)換等外圍接口功能電路外,還增加了非常適合于電機控制的7路全數(shù)字PWM輸出單元 CCU(Capture/Compare Unit,捕捉比較單元)。CCU的功能框圖如圖1所示。當(dāng)C504工作在硬件驅(qū)動模式時,cout3可以調(diào)cc0,cout0,cc1,cout1,cc2,cout2上面,而且其輸出的時序由INT0,INT1,INT2編碼控制。
在圖1中,左邊的fosc/2是整個單元工作的時間基準(zhǔn);
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