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ADC采样积分方波无感控制原理

本文主要参考TIDA-010031参考设计来分析ADC采样和积分方波无感控制的原理,以便每个人都可以更好地完成类似的程序设计。 1.以下是典型的三相BLDC电机控制框图。三个半桥驱动BLDC无刷电机,以检测低侧总线电流。 2.典型的BLDC电动机相电流和反电动势波形图分析从该波形开始,每60度电,只有两个半桥具有驱动电压输出,另一个半桥的上,下管都关闭,并且该相电压处于浮动状态。 BLDC电动机运行后,相线具有反电动势。电动机的反电动势来自由电动机转子的旋转引起的磁通量的变化,并且磁通量的变化将在定子绕组上产生感应电压。对于相同的电动机,反电动势的峰值与电动机速度几乎成固定比例。 3.根据上述描述,设置从零交叉点到反电动势峰值的反电动势电压和时间的积分,即反电动势的峰值与速度成正比,几乎是固定的(电频率)。 Vm是反电动势的峰值。对于同一个电动机,我们可以认为Kv几乎恒定。上图左侧的蓝色区域是一个示例。该区域(反电动势零交叉点和下一个换向点之间的区域)的电角度为30度,是电角度(360度)的1/12。假设电动机的当前电气频率为f,单位为Hz。反电动势的峰值电压以伏特为单位。假设从中心抽头值到反电动势最大值的时间为t1,并且。那么蓝色积分面积的积分值等于蓝色三角形的面积:可以看出积分结果是Kv值,所以积分结果几乎不变。因此,我们可以通过将积分值与固定阈值进行比较来判断换向点。 4. ADC如何对反电动势方波无感BLDC ADC采样积分控制进行采样,该电路设计有三相相电压ADC采样电路,并且电动机的两相每60度电角度间隔一次同时具有输入电压和电感电流。不增加额外电路就很难获得反电动势电压。由于浮相没有半桥电压输入和电感器电流,因此可以从对相端子电压的检测中得出该相的实际反电动势电压。有关详细信息,请参见以下内容。派生和派生过程参考TI的参考设计。因此,如果您对此电机控制方法感兴趣,可以在TI的官方网站上查看参考设计的软件和硬件开发材料。在设计中,下管通常是打开的,上管由PWM策略驱动。考虑到电机驱动的PWMduty是可变的,可以根据上半桥上管导通时间的长短来确定采样策略,因为如果上管导通时间太短,则可以避免影响MOSFET导通和截止的时间,使其留给采样时间变短,这不利于采样的准确性。当上管长时间导通时,当上管导通时,它与MOSFET开关相距较远,无法检测到浮相的反电动势电压(通常在导通时间采样的中间)。此时的驱动逻辑是,相A的上管接通,相B的下管接通,因此存在。 Ea,Eb,Ec是电动机的三个相反的电动势电压,而va,vb,vc是三相半桥的中点电压,即电动机的三相输入电压。 La,Lb,Lc是电动机的三相电感,ia,ib,ic是电动机的三相输入电流,Ra,Rb,Rc是电动机的三相输入电阻(考虑三个-相电阻相等),vn是三相电动机电压的中点。可以得出,当Ec = 0时,即反电动势过零时,也就是说,当ADC检测到它时,这意味着该时刻是C相反电动势的过零点。电动势,那么理论上电周期的时间就过去了1/12。 ,电机需要换向。当上管接通时间相对较短时,当上管断开时(通常在断开时间的中间进行采样),会检测到浮相的反电动势电压。这时的驱动逻辑是A相上管闭合,B相下管仍然导通,A相下管MOSFET主体