无刷直流电机控制电路硬件设计

一、硬件系统整体设计无刷直流电机控制器的硬件系统主要由DSP控制板、功率驱动板和无刷直流电机三个部分构成：控制板部分是以数字信号办理器DSP为核心的多个模块构成，包含稳压电路、EEPROM储存电路、SCI通讯电路、CAP捕捉电路、AD变换和PWM驱动电路。DSP控制板的主要功能是接收和办理来自功率驱动板的信号，并经过功率驱动板来控制电机运转和停止；功率驱动板由*****驱动器、传感器接口和功率开关电路构成。功率驱动板一端连着DSP主控制板，一端连着电机，是整个控制系统的中间环节。功率驱动板需要接收来自DSP主控制板的控制指令，并依据指令控制电机的状态；同时需要及时监测电机的工作状态，并反应给主控制板。二、DSP控制板的设计（一）DSP控制核心器本设计控制器的主控芯片采纳由TI企业设计生产的32位高效率定点DSP芯片*********。*作为一款数字信号处器，其数字信号办理能力强，还拥有与单片机近似的丰富的外头接口，以及优秀的嵌入式开发能力，能够很好地知足很多控制系统的需求。本设计采纳********-*****引脚薄型四方扁平（TQFP）封装。（二）稳压电路设计********工作电压为3.3V,因为控制板的输入电压为5V,所以需要电源忘片达成电压的变换。考虑到********对**电源敏感，本设计采纳电压精度较高的线性稳压器*****-3.。3*****-3.3在1A电流下压降仅为1.2V,精度较高，同时内部集成了过热保护和限流电路，靠谱性高。（三）上位机通讯电路设计串行通讯口（SCI）是采纳两根信号线的异步串行通讯接口。SCI模块由发送器和接收器两部分构成，二者的内部构造相像，可是相互是能够独立工作的,互不影响,都能够独自配置与工作,因此能够达成数据的单工、半双工以及全双工的发送与接收；而且该模块还能够设定通讯的波特率、起止位、校验位等标记位,操作灵巧。DSP控制板在工作开始前需要先与上位机达成通讯,用于程序的下载。同时在工作过程中,为更好的察看电机及时运转参数,需要接受来自上位机的控制指令。本设计选择*****L集成芯片，并经过板上的mini-USB接口实现硬件仿真、程序下载、串口通信等功能。（四）EEPROM电路设计*********的*内部拥有64K*16位的片载闪存，可是当程序代码段大于其储存容量，就需要外扩储存空间来保证其稳固的实现功能，采纳串行EEPROM储存芯片96LC46作为外扩储存空间，上位机通讯过程中的接口模式和USB描绘字符也需要在外面存储器中进行配置。（五）CAN电路设计*********拥*有一个eCAN模块，支持CAN2.0B，可实现CAN网络的通讯。使用*****23芯片作为CAN收发器，别的该芯片同时拥有电平变换功能，使DSP的eCAN模块能够和高速CAN总线之间的电平特征符合。（六）捕捉单元高性能的无刷直流电机控制系统中对转速的精准检测不行或缺，DSP内部的CAP模块当捕捉到脉冲发生指定的电平变化时，便立刻启动准时器记录下电平变化的时间，进而计算得出脉冲信号的宽度，即可达成对转子地点的检测。（七）A/D变换模块本设计中驱动板的电压和电流检测电路输出的电压和电流是模拟量，所以在DSP办理前需变换成数字量。A/D变换模块集成于DSP*********芯*片内部，该变换器构造采纳流水线构造，分辨率为个16*12位，可经过16路A/D端口达成模数变换工作。三、驱动板设计（一）驱动器*****本设计使用TI企业的专用驱动芯片*****作为伺服系统的主驱动电路，该芯片集成了多个功能模块，在达成PWM波控制的输出运算，实现栅极驱动的同时，还拥有电流放大电路、电压变换电路以及各样保护电路，充足了保证无刷直流电机控制系统高效、靠谱地运转。（二）功率开关电路功率开关电路采纳*****场效应管作为桥式开关器件。*****芯片经过同时控制六个大功率场效应管*****的导通和断开次序，驱动器经过上桥臂控制信号控制对应的三个开关管的导通或关断，而驱动器下橋臂控制信号控制对应的下半桥的导通或关断。经过控制功率场效应管的导通和关断来达到电机换相和功率分派的目的。（三）地点传感器接口电路系统驱动板为无刷直流电机供给了霍尔信号的接口，因为传感器信号在传输过程极易收到扰乱信号的影响，为提升地点传感器信号的正确性和系统的抗扰乱能力，需采纳数字隔绝器件为媒介，将霍尔传感器信号传达给DSP控制芯片，本设计采纳TI企业的*****数字隔绝器件，该器件采纳电容耦合技术，能够很好地抵挡外界磁场的扰乱。四、调试及结果其软件设计由主程序设计和中止程序设计两部分构成，利用CCSv5开发环境达成了主控制板程序的编写，主程序的主要