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驱动永磁无刷直流电机的嵌入式微控制器

作者:时间:2012-02-23来源:网络收藏

一、 概述

(Permanent Magnet Brushless DC Motor以下简称PMBLDC)由于其固有的特点,在家用消费类产品(空调、冰箱、洗衣机)和IT 周边产品(打印机、软驱、硬驱)中得到广泛的应用。它具有结构简单、高效、低噪声、高功率密度、启动扭矩大、寿命长等其它种类无法比拟的特性。我国是稀土大国,稀土永磁材料经过这几年的发展,已经有了一定的规模,质量和数据都有较大的提高,价格已不断下降,这将大大促进PMBLDC工业发展。可以预计21世纪PMBLDC将成为应用最广泛的电机,并可以取代传统和交流电机+变频调传统模式,成为10kW以下电机传动的主角。

直流电机性能的发挥,除电机本身的设计以外,还要靠驱动技术和实现这一驱动技术的驱动板来保证。驱动板是直流电机电机关键的一部分。它的性能将直接影响整个驱动系统的性能指标。随着电子产品向数字化方向的发展,MCU已大量应用。永磁无刷直流电机的驱动板又是连接上位控制MCU和电力电子变换器的桥梁:它接收上位机的命令,通过一定的控制方法,来达到预定的控制目标;同时把当前电机状态及一些基本参数返回给上位控制的MCU。由上述对 PMBLDC驱动板应达到的功能可知,此类驱动板的核心器件应是带多路(6路以上)PWM输出的嵌入式微控制器。考虑到目前国内对INTEL MCS-51系列单片机的应用有了广泛基础,这里我们选用了完全采用8031核,价格低廉,最高时钟频率可达40MHz的Infineon C504嵌入式微控制器。

二、 C504的硬件驱动模式

C504在8031核的基础上,除了增加A/D转换等外围接口功能电路外,还增加了非常适合于电机控制的7路全数字PWM输出单元 CCU(Capture/Compare Unit,捕捉比较单元)。CCU的功能框图如图1所示。当C504工作在硬件驱动模式时,cout3可以调cc0,cout0,cc1,cout1,cc2,cout2上面,而且其输出的时序由INT0,INT1,INT2编码控制。

在图1中,左边的fosc/2是整个单元工作的时间基准;

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