三相无刷直流电机控制器 MLX90401 的原理及应用

1、”5国外电子元器件6“年第期“年月三相无刷直流电机控制器-¬¸”的原理及应用重庆执诚医疗仪器有限责任公司潘建P r inc i p l e and A pp l i ca t i on of Thre e P ha s e Brus h l e s s DCM otor Cont ro l l e r MLX90401°ÁΪÉÁÎ摘要-¬¸”是-ÅÌÅØÉÓ公司新开发的三相无刷直流电机控制器它具有很宽的工作电压范围*”

2、82;同时内置自举电压可全部采用®沟道-¯³¦¥´并具有欠压锁定功能其片内°·-振荡器可通过控制下桥驱动来实现调速并具有正向和反向控制功能其¢¶¤³³大于¶因而可对b b 进行相位选择"文中介绍了-¬¸”的基本特点!引脚分布!工作原理和典型应用"关键词直流电机控制驱动-¬¸”分类号´°“文献标识码¢文章编号“”“p 新特器件应用概述-¬¸”是一片三

3、相无刷直流电机专用控制器集成电路可用于高性价比!低成本的电机控制!通用伺服控制或其它闭环应用系统中"由于采用了高集成度£-¯³逻辑设计技术-¬¸”芯片具有高压¶驱动能力其分离的低成本®沟道功率-¯³¦¥´也降低了整个系统的成本"-¬¸”可提供从霍尔位置感应到®沟道功率-¯³¦¥´驱动所需的全部逻辑控制"由于该器件内置自举电压因而可全部采用®沟道-¯

4、³¦¥´来进行驱动"另外-¬¸”还可通过外部设置来对电机的转速!正反转!使能!刹车和b b 相位选择进行控制"管脚分布及定义该芯片采用”脚³¯©£封装管脚分布如图所示管脚的功能定义见表所列"“功能框图及工作原理-¬¸”包含有三相无刷直流电机开环应用 ” 图管脚分布图三相无刷直流电机控制器-¬¸”的原理及应用 的所有控制功能同时可提供霍尔位置传感器换向功能还可为合适的换向序列提供转子位置解码以及为霍尔©£供电

5、的参考电压"另外-¬¸”还包含有频率可编程的锯齿波振荡器的脉宽调制器以及三个上桥和三个下桥驱动器等"由于-¬¸”采用的是综合自举电压和充电泵技术因此可以用一个自举电压去驱动上桥®沟道功率-¯³¦¥´从而全部采用®沟道功率-¯³¦¥´以降低整个系统的成本"除此之外-¬¸”还具有速度控制!正反转!刹车和使能!欠压锁定和b b 相位选择等功能"图是-¬¸”的内部功

6、能框图"表是-¬¸”实现不同功能的真值表"下面详细说明该器件的工作原理"“换向解码和输出控制逻辑-¬¸”内部数字电路主要用于实现从霍尔位置传感器到相应的上!下桥驱动输出序列的切换"其b b 的相位选择可通过外部管脚来实现"正反转输入脚用于改变电机旋转的方向"如果刹车输入管脚为低电平则下桥导通上桥关断电机立即停止旋转"器件内部的b b 相位选图内部功能框图 5国外电子元器件6“年第期“年月 图”-¬¸”在无刷直流电机控制中的应用择!正反转和刹车都加有防颤抖电路从而可确

7、保控制系统不受噪声和尖峰干扰而进入错误状态但去除颤抖将同时引起检测信号的延迟"任何一个被施加了去颤的外部信号到信号输出的变化都要经历一定的时间b b 相位选择和正反转选择大约需要ÍÓ刹车输入大约为“ÍÓ"因此在启动后应禁止输出管脚变为低电平一定的时间以实现b b 相位选择和正反转去颤抖功能的设定而且只有等到这些信号输出正常后停止输出才能生效"“振荡器器件内部的锯齿波振荡器的频率由定时元件²´和£´决定"电容£´通过电阻²´从管脚端充电同

8、时通过内部的晶体管放电"锯齿波波峰电压和波谷电压的典型值分别是¶和“¶"出于对音频噪音和输出转换效率之间的折衷考虑建议该振荡器的频率范围选在*“˨Ú"“使能功能管脚为转速调整输入使能端可通过外部分压电路设定电机转速也可以作为使能禁止输入以关断所有的驱动输出其关断方式可以有很多种"-¬¸”的使能禁止功能优先于刹车功能"因此如果使能功能禁止激活则刹车功能无效而如果在刹车激活时使能禁止也激活那么刹车功能将立即停止"“”脉冲宽度调制器通过脉冲宽度调制器可提供一种控制电机速度的节能方法"该方法是在换向序列过程中通过对施加在各自定子绕组上的平均电压进行区别来实现的"当放电时允许上桥和下桥驱动输出而当£´的正向锯齿波上升沿大于速度调整输入端时°·-比较器将终止下桥输出"但由于惯性电流作用同时为了使外部上桥功率管的内置反向二极管的功耗达到最小可将°·-也作用于上桥而将相应的下桥关断直到上桥导通"图“所示是其°·-定时图"“驱动输出推挽驱动的下桥一般位于¶参考