运动控制专用集成电路及应用

谭建成(广州电器科学研究所

   【摘  要】本文为“运动控制专用集成电路及应用(续6)(见1993年《微电机》第4期)的续篇，介绍mc33034无刷直流电动机控制器的主要组成部分、功能、mc33039电子测速器的工作原理及在无刷直流电动机调速系统中的应用。

    【叙  词】集成电路无刷直流电动机闭环调速控制器原理应用7 mc33034无刷直流电动机控制器和mc33039电子测速器

    mc33034是motorora称之为第二代的无刷直流电动机控制器专用集成电路，它可用来控制三相(全波和半波)、二相和四相无刷直流电动机。再加上一片mc33039电子测速器作速度反馈后，可构成闭环速度调节系统。

7．1 mc33034无刷直流电动机控制器

本集成电路原理方框图如图1所示。它的主要组成部分包括：

    ·转子位置传感器的译码器

    ·带温度补偿的内部基准电源

    ·频率可设定的锯齿波振荡器

    ·误差放大器

    ·脉宽调制(pwm)比较器

    ·输出驱动电路

    ·欠电压锁定保护，芯片过热保护等故障输出

    ·限流电路

    本集成电路驱动输出电路共6路，用来驱动三相逆变桥。上面3个驱动电路是集电极开路npn晶体管，用以驱动逆变桥上桥臂。下面3个驱动电路是推挽式结构电路，用以驱动逆变桥下桥臂，可直接驱动一定功率的晶体管、1gbt或功率mosfet。

    典型控制功能包括开环pwm速度控制、使能控制(起动或停止)、正反转控制和能耗制动控制，适当加上外围元件，可实现软起动。

    使用工作电压40v以下，为24脚塑封双列直插式封装。

7．2功能说明

7．2．1转子位置传感器译码电路

    本译码电路将无刷直流电动机转子位置传感器信号转换成6路驱动输出信号。它适用于集电极开路的霍尔效应集成电路、光电耦合电路等形式的传感器。输入端(4、5、6脚)设有提升电阻，输入电路与ttl兼容，门坎电压为1．4v。传感器需要的直流电源可以从8脚基准电源中获得(见表1)。

为适应不同的无刷直流电动机各相传感器位置相位差不同，提供两种不同型号产品：mc33034p60适合相位差为60o或300。，而mc33034p120则适合相位差为120。和240。(参见表2真值表)。  对于3个输入信号，原则上可有8种逻辑组合。其中6种正常状态决定了电机6个

不同的位置状态。其余两种组合对应于位置传感器不正常状态，即信号线开路或对地短路状态，此时使fault信号为零。

 用3脚来改变电机的旋转方向。若3脚逻辑状态改变，传感器输入信号在译码器内改变其逻辑状态为原来的非，再经译码后，得到反相序的换向输出信号，使电动机反转运行。

    电机的开／关控制由7脚enable实现。当7脚悬空时，内部40μa电流源电流使输出驱动电路正常工作。若7脚接地，上3驱动

7．2．2误差放大器

    芯片内设有高性能、全补偿的误差放大输出开路，下3驱动输出强制为低电平，使电机失去激励而停车，同时fault信号为零。

    当23脚brake处于高电平时，实现电机制动控制。它使上3个驱动输出开路，下面3个驱动输出电路同时强制导通逆变桥3个下桥臂功率开关，将电动机绕组端头短接，实现快速能耗制动。芯片内部的4与门电路，其输入是brake input和上面3个驱动输出信号，其作用是等待上3个驱动输出信号都已转为高状态时，才使下3个驱动输出信号变为高状态，从而避免逆变桥上下桥臂出现直通的危险。器。作闭环速度控制时，放大器的直流电压增益典型值为95db，增益带宽为800khz，有宽的共模输入电压范围：从地到vcc一2．0v。当

系统作开环控制时，可将此放大器改接成增益为1的电压跟随器，速度设定电压从其同相输入端(11脚)输入，12—13脚短接。

7．2．3振荡器

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