冰箱的直流无刷电机控制

另一个需要考虑的方面是速度极低时的工作。因为反电动势与旋转速度成正比，所以速度极低时，用于检测过零点的反电动势很小。从停止状态开始工作时，需要以开环方式起动电机。当产生足够的反电动势，足以检测过零点时，应将控制切换为反电动势检测。可以检测反电动势的最小速度根据电机的反电动势常量进行计算。

反电动势过零检测

检测反电动势过零点对于无传感器控制系统非常关键。确定过零点可以使用几种不同的技术。如前面所述，每个换向序列都有一个非励磁绕组，在每个绕组通过非励磁状态时检测反电动势过零点。图4a、4b和4c显示了可以用于检测反电动势过零点的不同方案。在图4a中，A相与电源正极（DC+）连接， C相与电源负极（或回路DC-）连接，B相开路。观察B相上的反电动势，可以看到反电动势朝正电压上升，然后朝负电压下降。将它与直流母线电压的一半进行比较时，可以获得虚拟过零点。通过使用运放比较器，可以确定过零点。

图4b显示了通过产生虚拟中性点来确定反电动势过零点的方法。虚拟中性点使用图中所示的梯形电阻网络产生，然后将非励磁绕组中的反电动势与该中性点进行比较。这使得在所有可测量速度下，可相对容易地确定过零点。

图4a和4b显示了B相的过零检测电路。对于A相和C相，当其相应绕组未励磁时，应使用类似电路进行反电动势过零检测。

图4a 反电动势过零检测：与直流母线电压/2比较

图4b 反电动势过零检测：与中性点比较

图4c 反电动势过零检测：使用片上ADC读取

反电动势过零检测的另一种方案是使用ADC，如图4c中所示。PIC18F2331单片机具有可用于此用途的高速ADC。通过使用分压器，可以将反电动势信号降到单片机可测量的电平。使用片上ADC对该信号进行采样，不断将采样值与对应于零点的数字值进行比较。当这两个值匹配时，就更新换向序列。该方法的优点是能够使测量更为灵活。当速度改变时，绕组电压可能会波动，导致反电动势的变化。这种情况下，单片机可以完全控制过零点的确定。此外，还可以采用数字滤波器来滤除反电动势信号中的高频开关噪声成分。

结论

BLDC电机与生俱来的优点使其可用来控制冰箱的压缩机和风扇，提高冰箱能效和降低噪声，同时支持无级变速。但是，BLDC电机需要通过驱动电路来进行电子换向。使用驱动电路可实现变速操作。此外，与根据制冷负载间歇性地起动和停止压缩机的传统方式相比，系统功耗更低。

使用Microchip的PIC18F2331系列单片机，可以实现几种以开环和闭环方式控制BLDC电机的方法，同时可以充分利用单片机中可用于电机控制的外设，减少所需的外部硬件。