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基于硬件的无刷直流电机

作者:Triton Hurd 赛普拉斯半导体公司 系统工程师 Isaac Sever 赛普拉斯半导体公司 资深系统工程师时间:2010-06-30来源:电子产品世界收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/110445.htm

  图4是电机控制实现的示意图。通过可配置硬件资源执行换相控制,硬件资源由PWM、硬件查寻表和硬件过流保护部分组成。集成ADC用于测量所需的模拟速度控制输入。

  硬件模块的输入控制信号为:

  ● 电机电流探测:通过模拟输入引脚来探测和切断电源设备,以在探测到过流状态时对电机进行保护。

  ● 霍尔传感器:三个数字输入引脚连接到电机的霍尔传感器的输出。这些传感器输入提供了转子位置,用于改变接到功率驱动器的PWM输出信号来控制换相。

  ● 用户接口控制

  —方向控制:通过连接到开关的数字输入来控制电机的顺时针和逆时针旋转;

  —启停控制:通过连接到开关的数字输入来控制电机的启停旋转;

  —速度命令:通过模拟输入引脚来测量电位器上的电压,设置所需的旋转速度;

  电机控制器输出的信号即为电源设备驱动的信号:

  —电源设备驱动高压侧的PWM信号;

  —电源设备驱动低压侧的PWM信号。

  生成的PWM基准信号连同三个霍尔传感器输入、运动方向和使能控制连接到硬件组合逻辑块。该逻辑块配置为利用PLD资源的查找表(LUT),并创建6个通过GPIO连接到外部电源驱动的PWM控制信号。图5显示了如何配置查找表。通过固件PI速度控制回路来调整PWM输出的占空比。速度调整是唯一需要CPU参与的电机控制功能,然而,这对CPU的占用并不频繁,因为速度控制回路可以以非常低的速率运行,并且不需要高优先级中断。

  PWM控制信号到外部电源驱动器的序列产生电机的换相。该PWM配置为包括死带,以防止在信号传递过程中启用错误的线圈,并产生不需要的直通电流。通过配置硬件捕捉的定时器来测量转速。从霍尔传感器的上升沿触发计时器,转速存储在寄存器中,可以在需要时通过固件速度控制回路来读取。

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