用于无传感器 BLDC 操作的信号调节器

出处:维库电子市场网时间:2024-04-08
  这是一个反电动势信号调节电路,可用于开发高压无传感器电机驱动器。当使用无传感器算法控制 BLDC 电机速度时,将使用反电动势 (BEMF) 信号。根据 BEMF 信号的过零,电机换向由固件决定。信号调理电路主要有三个模块:个是每相电压的低通滤波器,第二个是用于确定零交叉点的比较器电路,第三个是高速光耦合器。光耦合器在高压电机驱动电路和微控制器之间提供隔离。
  输入
  三相信号输入,来自三相电机连接IPM/IGBT 发射极分流电阻上的电流反馈直流总线监视器,过压保护,200V DC 或 400V DC输出
  三相数字过零信号(光隔离)直流母线过压,常高输出(光电隔离)电流至电压逐周期输出(光隔离)可选跳闸光耦(未安装,可以使用,如果不需要电流反馈电路)特征
  为模拟侧(输入)提供 5V DC 电源为数字侧(输出)提供 5V DC 电源检测三相电机的反电动势并提供 3 个 TTL 输出直流总线电压反馈低或高 TTL 输出可选电流检测电路提供与电机电流成比例的逐周期电压输出所有输出均为光电隔离,频率高达20Khz跳线 J1 – 过压保护,200V 或 400V DC(关闭 400V 跳线)该项目需要 2 个独立的 5V DC 电源、模拟输入侧和数字输出侧PCB 尺寸:47.94 x 42.70 毫米BLDC 电机绕组和反电动势
  要在没有传感器的情况下运行 BLDC 电机,参考定子绕组来感测转子磁体位置非常重要。为了正确地做到这一点,未励磁绕组上的反电动势受到监控。当电机旋转时,将看到三个绕组相上的电压波形。有 6 个扇区,每个扇区宽 60 度,累积起来即可使电机旋转 360 度。在每个扇区中,两个绕组被激励:一个具有高电压,另一个具有低电压。第三绕组不励磁。当转子从一个扇区旋转到另一个扇区时,一组新的绕组被激励。每个扇区的励磁顺序由电机制造商提供。各扇区中未励磁的绕组将受到反电动势电压的影响。这个电压不高也不低,而是下降或上升的电压电平,从高到低或从低到高对称。它在转子下一个换向点之前约 30 度穿过中心或星点电压。该中心电压或星点电压也称为过零电压。其值恰好是施加到电机励磁绕组的电压的一半。这些信号可以连接到快速 ADV 以感测零交叉点。感测到零交叉点后,它可以预测下一个换相阶段所需的时间。其值恰好是施加到电机励磁绕组的电压的一半。这些信号可以连接到快速 ADV 以感测零交叉点。感测到零交叉点后,它可以预测下一个换相阶段所需的时间。其值恰好是施加到电机励磁绕组的电压的一半。这些信号可以连接到快速 ADV 以感测零交叉点。感测到零交叉点后,它可以预测下一个换相阶段所需的时间。
  该板从 3 个电机连接处获取信号,并提供隔离的 5V TTL 信号,该信号可以进一步连接到微控制器或 DSP。该板可以直接从高压180V或330V DC、AC IPM 模块或基于 MOSFET/IGBT 的三相逆变器获取输入。该板可以修改为与较低电压电机驱动器一起使用,根据电机电压计算输入分压器电阻值。
  电流反馈(IC U4、U5、U6)——可选,请勿填充可选的电流电压电路可以帮助测量 IPM 模块或 6 IGBT/MOSFET 逆变器的电流,该模块测量分流电阻器上的电流并提供成比例的电压输出,该输出是光学隔离的。该模块使用U4、U5、U6芯片创建,增益可以使用R54设置。当电流不流动时,该电路提供接近于零的输出,否则,输出为3V/Amp。
  总线电压反馈/过压故障(运算放大器 U1D)

  使用分压器衰减直流总线电压,并使用外部比较器与固定参考信号进行比较。在板上,当跳线 J1 断开时,直流总线上的过压设置为200V 。如果跳线 J1 短路,则过压限值为400V。故障 FL 引脚用于监控过压状况。通常FL引脚为低电平,当过压情况发生时变为高电平。


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