高速电机的起动问题及采用ML4425的解决方案介绍

　　由于ML4425采用PLL换相，因此电机能否成功起动与PLL内部元件有很大的关系。如前所述，ML4425的PLL换相控制主要由采样器、环路低通滤波器、压控振荡器VCO和相位交换机组成。ML4425的VC0敏感的输人电压为0.5V，但对于高速电机来说，由于其起动校准时，给VC0输人的电压低于0.5V，因此高速电机不易直接起动，以下将以4对极、RPMmax=30000r/min电机说明。

　　对于上述电机，根据前文所述，当电机在VRC＝7V时，n=30000r/min。当RVCO=80.5kΩ时，VC0电容CVCO、VC0增益KVCO和VC0频率FVCO分别为
　　

　　很显然，对于任何电机，在刚起动校准完后是不可能达到此转速的，即无法使压控振荡器正常起振。因此，对于高速电机来说，若压控振荡器直接接一小电容是无法起动的，必须采用别的方法而使电机正常起动。
　　理论上我们可以采用电容切换法使高速电机起动。所谓电容切换法，是指先采用大的VC0电容使高速电机起动，当电机起动完以后再切换至所要求的小的VCO电容，以保证电机顺利转到预定转速。但实际中发现，采用电容切换法并不成功，因为电容是一种充放电元件，其状态与它的初始状态有关。在切换过程中，两个VC0电容初始状态是不一样的，因此对VC0的冲击较大，使得VCO在切换过程中容易失振，导致电机在切换过程中停转。
　　根据式（6－39）可知，KVCO不仅与CVCO有关，而且也与RVCO有关。因此，当CVCO一定时，VCO的增益也与RVCO成反比，也即CVCO与RVCO对VC0来说其实是等效的。因此，既然可通过改变CVCO大小而改变电机的速度，当然也可以通过改变RVCO大小而改变电机的速度，两者其实是等效的。
　　故可假设可采用电阻切换法使高速电机起动，而所谓电阻切换法，是指先采用大的RVCO电容使高速电机起动，当电机起动完以后再切换至所要求小的RVCO电阻。由于电阻元仵与初始状态无关，因此这种         切换对VCO并不会产生过大的冲击。但在实验中，若单独采用“电阻切换法”，电机并不能顺利起动。这是因为切换前后，VCO的输出频率变化过大，由式（6－40）可知FVCO=因此，ML4425在电路切换前后：
　

　　式中，“2”表示切换后状态，“1”表示切换前状态。
　　显然，不管是电容切换法还是电阻切换法，电路切换前后，变化结果都一样，两者均超过VC0响应突变，因此，两种方法都不能使电机正常起动。
　　为了解决上述矛盾，
　　提供了以下方案，简称瞬时变压电阻切换法，其主要工作原理是切换时，在RVCO改变时，同时改变VRC大小，以使接近1。具体实验切换步骤如下：
　　1）初设CVCO=1.5nF，RVCO＝320kΩ。
　　2）当VRC=6.5V后，VRC和RVCO同时变化。其中，RVCO由320kΩ切换至80.5kΩ，同时VRC“瞬时切换”至2V的二极管。所谓瞬时切换，是指切换至2V的二极管后，延时J秒（J<1s）后，立即断开，其具体框图如图1 所示。
　　

　　图1 电路切换框图
　　上述参数设定原因如下：
　　1）RVCO初始设定为320kΩ是为了使电机正常起动，小于此值，则ML4425在CVCO=1.5nF情况下，电机无法正常起动。
　　2）VRC=6.5V才切换，主要是考虑到后级滞环比较器容易触发，不易受杂波干扰。
　　3）VRC瞬时切换至2V的稳压管，主要是保证切换前后接近1，这里
　　

　　.
　　4）采用单稳触发器主要是为了在切换的瞬后，系统又田到正常的运行状态。