无传感器BLDC驱动控制系统的设计

图4：反电势过零检测电路。

3. 行程计量和液晶显示原理

本设计中行程计量采用纯软件数据处理。由于电动车电机转子在外面，车上的辐条是固定在转子上的，因此转子转一圈车轮就转一周，所走过的路程就是车轮的周长。这样只要电机转一圈，采用内部中断，数据处理部分就做一次加法，通过累加的办法存储总路程数据，然后进行十进制转换。由于HT46R6?自带LCD驱动，因此只需将转换后的结果直接写入其RAM存储区1，即可在液晶屏上显示里程。其中数据处理部分的加法采用浮点数，这是因为HT系列单片机不支持小数操作。

系统硬件结构

驱动部分：74HC139译码器的输入端连接到单片机HT46R6?上，其使能控制位接HT46R6?的PWM1(即PD1口)，其它输入接普通I/O，译码器的输出直接驱动IR2132，IR2132的输入均是低电平有效，以产生输出电平去驱动MOS管P60N06的栅极，外加48V漏极电压使MOS管导通，通过这种驱动方法顺序导通各MOS管，以便给直流无刷电机连续供电。需注意的是当IR2132高于8.9V的电压时才能开通，一般采用12V或15V作为驱动，器件内带有欠电压和过电流保护；当电压低于8.9V，IR2132自动断开不工作，即没有输出，此时整个控制系统也就无法正常运作。

反电势部分：采用原理部分叙述的过零方案，通过电阻取三相反电势电压，将其送往比较器LM339中每个比较器的正端，为减小干扰，正端输入需加电容滤波，而负端(参考相)电压采用48V电源的1/22。通过比较，若正端电压高于负端，则LM339的出端信号为+5V；若正端电压低于负端，则出端信号为0V，从而给出转子位置信号，即传感器信号。

LCD部分：本文中的设计采用两行显示的10位液晶屏与HT46R6?的SEG0-SEG19脚和4个COM脚相连，通过向内部LCD存储区写数即可在屏幕上显示行程，自带驱动，简易直观且便于操作。选择R型偏压，则不需要连接外部电容或电阻，如果VDD大于VLCD引脚上的电压，那么VMAX连接至VDD，否则连接到VLCD，这样可以防止因电压太强造成不该点亮的液晶段选信号点亮，避免乱码的出现；若选择C型偏压，需在单片机的V1与V2之间连接0.1μF滤波电容，C1与C2之间也需要连接0.1μF充电泵电容。本文选择的是R型偏压，整体硬件原理见图5。

图5：驱动控制器硬件结构图。

用HT-IDE3000的仿真效果极佳，制成PCB板如图6、图7所示，主控板和驱动板之间用跳线连接，如果时间允许，通常将两块电路板合在一起，并附带散热片。

图6：主控制板。