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      TB6588FG芯片性價比(DD)
      2011年8月6日
      tb6588fg的無傳感器bldc電機控制器設計
         摘要:無傳感器bldc電機具有直流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優點,現已廣泛應用于工業控制的各個領域。本設計方案采用東芝三相直流無刷驅動器tb6588fg作為核心硬件電路,詳細介紹了電機調速控制電路、電機保護電路和電機速度調速的信號檢測及調整的方法。
         關鍵詞:tb6588fg;三相無刷電機;
         引言:永磁無刷直流電機及其控制一直是電機發展的研究熱點。無刷直流電機體積小,效率高。它既具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便的特點,又具備直流電機那樣良好的調速特性而無機械式換向器,現已廣泛應用于工業控制的各個領域。本控制系統設計了以tb6588fg集成驅動器為核心的硬件平臺,微處理器采集tb6588fg的速度反饋脈沖,利用數字電位器調整電壓來進行閉環速度控制。
          在無傳感器無刷直流電機的控制中,轉子位置的判斷、電機的啟動及電流的換相均由控制系統完成,功能十分復雜,對控制裝置的硬件與軟件設計提出了很高的要求。采用基于dsp的無傳感器無刷直流電機控制方法,借助dsp的強大的運算處理能力,完成軟件實現的反電動勢檢測換相和開環啟動,在電路設計上較為復雜,與閥門控制系統要求電路設計簡單的要求相矛盾,而且在軟件的編制上也有一定的難度。本設計采用的tb6588fg專用控制器,使系統控制電路十分簡單,內部具有驅動電路,不需外配mos管,也無需使用dsp等高端控制器芯片,就能實現電機可靠的運轉。
       
      1 系統總體設計
          在閥門控制設計中,對設計者的最大挑戰是如何電路設計簡單,在有限的空間里放置電子元器件。本設計中采用普通單片機處理電機的啟停、速度檢測、速度調節,并對外面的開關量進行處理。將有關電機的所有控制功能交給tb6588fg處理,系統的硬件框圖如圖1所示。
                              
      tb6588fg是為三相無傳感器無刷直流電機驅動而設計的專用控制芯片,通過改變模擬電壓改變pwm的占空比,來調節速度。驅動電機的電流典型值為1.5 a,峰值高達2.5 a,具有過流保護功能。供應電壓為7~42v。具有正反轉控制功能。具有控制星形連接的無傳感器無刷直流電機的所需要的全部功能,主要功能包括:啟動電路,反向電動勢換相控制,pwm速度控制,欠壓限流保護等。使用tb6588fg,無論從硬件上還是軟件上,減少了單片機的工作量,用體積小、價格很便宜的就可完成所有的工作。單片機只要完成電機速度脈沖檢測,然后控制算法調節數字電位器,來改變控制速度的模擬電壓,調節速度。tb6588fg具有欠壓限流功能,實現對電機的保護。
       
      2 電機控制電路設計
           tb6588fg電機控制電路如圖2所示。
       
      3 電機啟動
          電機的啟動基于vsp的模擬輸入電壓。當此電壓大于1 v時,電機開始啟動,此時電機處于靜止狀態,電機的轉子的位置不能確定。首先通過一個激勵電壓,使電機進入直流激活模式。當電機轉動的時候,檢測到電機線圈的反向電動勢。然后驅動器進入強迫通信模式,強迫通信模式的時間被外部的電容來決定。如圖3所示,a階段是dc激活時間,dc激活時間的調整公式為tfix=0.69×c2×r1。b階段是強迫通信時間,不同的電機通過改變c1和c2電容的值可用來調整電機的啟動。
      4 過電流保護電路
      閥門控制在實際應用中經常會發生電機堵轉的意外情況,電機堵轉可能會造成電源和電機的燒毀。tb6588fg的限流保護是通過內部的比較器來實現的,如圖4所示。驅動器內部具有一個比較器,負輸入端固定電壓為0.5 v,流過電機線圈的電流通過r1電阻的采樣送入驅動器內部,通過驅動器內部的濾波網絡接入比較器的正輸入端。如流過r1的電流大于設定值,則此電壓會大于0.5 v,驅動器關閉內部驅動電路。在此電路中r2和c2是起rc濾波作用,防止pwm切換時的噪聲引起的保護誤動作。如當r1=0.33 ω時,最大限流電流為:iout=0.5 v/0.33 ω≈1.5 a。
      5 速度檢測控制
          tb6588fg具有速度輸出腳fg_out,電機沒有啟動或電機發生異常時此腳輸出為低電平。當電機被正常啟動,此腳輸出速度信號,mcu定時器具有捕獲功能,通過捕獲速度脈沖的上下沿來算出速度,然后去調整數字電位器的阻值來調整控制速度的電壓。
       
       
       
      結語
          針對閥門的無傳感器三相無刷電機控制系統的特點,采用tb6588fg設計的電機調速控制系統。利用了tb6588fg的硬件電路,簡化了整體的電路設計,同時降低了軟件的編程難度,使整個系統更加穩定可靠。
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