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1.MC33035結(jié)構(gòu)組成和功能
其主要部分包括:
(1)轉(zhuǎn)子位置傳感器解碼電路;
(2)內(nèi)部基準電源進行溫度補償;
(3) 帶離合器減速電機鋸齒波振蕩器可設(shè)定頻率;
(4)誤差放大器;
(5)脈寬調(diào)制(PWM)比較器;
(6)輸出驅(qū)動電路;
(7)故障輸出,如保護芯片過熱保護等欠壓封鎖;
(8)帶離合器減速電機限流電路。
集成電路的典型控制功能包括PWM開環(huán)速度控制,使能量控制(啟動或停止),正反轉(zhuǎn)控制和能耗制動控制,適當添加一些外圍元件,可實現(xiàn)軟啟動。
2.轉(zhuǎn)子位置傳感器解碼電路
解碼電路將電機的轉(zhuǎn)子位置傳感器信號轉(zhuǎn)換為六路驅(qū)動輸出信號、三路上側(cè)驅(qū)動輸出和三路下側(cè)驅(qū)動輸出。適用于霍爾集成電路或光耦合電路等傳感器。輸入端腳4.5.6都有提升電阻,輸入電路分為TTL電路電平兼容,門檻電壓為2.2V。適用于傳感器的集成電路相位差為60,60°.120°.240°.300°四種情況下的三相無刷電機。由于三個輸入邏輯信號,可以有八個邏輯組合。其中六個正常狀態(tài)決定了電機的不同位置狀態(tài)。當腳14輸出故障信號電平)時,另外兩個組合對應于位置傳感器的異常狀態(tài),即三條信號線開路或地面短路。
使用腳3邏輯電平來確定電機的轉(zhuǎn)向。當腳3的邏輯狀態(tài)發(fā)生變化時,傳感器信號將原始的邏輯狀態(tài)改變?yōu)閹щx合器減速電機解碼器中的非邏輯狀態(tài),然后通過解碼獲得反相序的反向輸出,使電機反轉(zhuǎn)。電機的啟動和停止控制是通過腳7的能量端來實現(xiàn)的。當腳7懸掛時,內(nèi)部有一個電流源,使驅(qū)動輸出電路正常工作。如果腳7接地,3上驅(qū)動輸出開路(1狀態(tài)),3下驅(qū)動輸出強制為低電平(0狀態(tài)),使電機停止,故障信號輸出為零。
當添加到腳23上的制動信號為高電平時,電機進行制動操作。它使三個上驅(qū)動輸出開路,三個下驅(qū)動輸出為高電平,三個電源開關(guān)連接在外部逆變橋下,使電機的三個繞組端短接地,實現(xiàn)能耗制動。芯片有一個四門電路,其輸入是腳23制動信號和上驅(qū)動輸出三個信號,其功能是等待三個上驅(qū)動輸出轉(zhuǎn)換為高電平狀態(tài),允許三個下驅(qū)動輸出轉(zhuǎn)換為高電平狀態(tài),避免逆變橋上下開關(guān)的危險,如表1所示。
3.誤差放大器
該芯片配備了高性能、全補償?shù)恼`差放大器。在閉環(huán)速度控制下,放大器的直流電壓增益為80dB,增益帶寬為0.6MHz,從地到地輸入共模電壓范圍VREF(典型值為6.25V),可以獲得良好的性能。在控制開環(huán)速度時,可以將這個放大器改為電壓跟隨器,增益為1,即速度設(shè)定電壓從其相同的輸入端腳11輸入。腳12~13短。
4.脈寬調(diào)制器
除非6于過電流或故障狀態(tài)導致6驅(qū)動輸出調(diào)整鎖定,在正常情況下,將誤差放大器輸出與振蕩器輸出之間的鋸齒波信號進行比較,產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)整(PWM)信號,控制三個下側(cè)驅(qū)動輸出。改變輸出脈沖寬度相當于改變電機繞組的平均電壓,從而控制其轉(zhuǎn)速和扭矩。脈沖寬度調(diào)制時序圖如圖3所示。
5.電流限制
外接逆變橋經(jīng)一電阻Rs接地電流采樣。采樣電壓從腳9和腳15輸入到電流檢測比較器。比較器的反相輸入設(shè)置為100mV基準電壓,作為電流限制流量的基準。在振蕩器鋸齒波上升的時間內(nèi),如果電流過大,這個比較器翻轉(zhuǎn),使其下降Rs重置觸發(fā)器,關(guān)閉驅(qū)動輸出,以限制電流的持續(xù)增加。在鋸齒波下降時,重新放置觸發(fā)器以打開驅(qū)動輸出。如果允許最大電流為Imax,采樣電阻按下式選擇:
Rs=0.1/Imax為了避免更換相位峰脈沖引起的電流檢測錯誤,可以在腳9輸入前設(shè)置RC低通濾波器。
6.MC33039電子測速器
MC33039是一種專門為無刷直流電機閉環(huán)速度控制而設(shè)計的集成電路。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)精確的速度控制,而無需使用高價的電磁或光電速度測量機。它直接使用三相無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置傳感器的三個輸出信號F/V電壓與電機轉(zhuǎn)速成正比。
從帶離合器減速電機MC結(jié)構(gòu)圖33039可知,腳10.2.3接收位置傳感器3個信號,通過滯后的緩沖電路,抑制輸入噪聲。“或”操作得到相當于電機每對極6脈沖的信號。然后通過外部定時元件CT和Rr從腳5輸出的單穩(wěn)態(tài)電路fout信號的
空占比與電機轉(zhuǎn)速有關(guān),其直流成分與轉(zhuǎn)速成正比。經(jīng)外部低通濾波器處理后,該信號可以獲得與轉(zhuǎn)速成正比的測速電壓。在三相電機中應用的波形圖中,fout是腳5輸出,Vout,(AVG)表示其平均值,即直流分量。