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TB6588FG芯片性价比(DD)
2011年8月6日
tb6588fg的无传感器bldc电机控制器设计
   摘要:无传感器bldc电机具有直流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,现已广泛应用于工业控制的各个领域。本设计方案采用东芝三相直流无刷驱动器tb6588fg作为核心硬件电路,详细介绍了电机调速控制电路、电机保护电路和电机速度调速的信号检测及调整的方法。
   关键词:tb6588fg;三相无刷电机;
   引言:永磁无刷直流电机及其控制一直是电机发展的研究热点。无刷直流电机体积小,效率高。它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点,又具备直流电机那样良好的调速特性而无机械式换向器,现已广泛应用于工业控制的各个领域。本控制系统设计了以tb6588fg集成驱动器为核心的硬件平台,微处理器采集tb6588fg的速度反馈脉冲,利用数字电位器调整电压来进行闭环速度控制。
    在无传感器无刷直流电机的控制中,转子位置的判断、电机的启动及电流的换相均由控制系统完成,功能十分复杂,对控制装置的硬件与软件设计提出了很高的要求。采用基于dsp的无传感器无刷直流电机控制方法,借助dsp的强大的运算处理能力,完成软件实现的反电动势检测换相和开环启动,在电路设计上较为复杂,与阀门控制系统要求电路设计简单的要求相矛盾,而且在软件的编制上也有一定的难度。本设计采用的tb6588fg专用控制器,使系统控制电路十分简单,内部具有驱动电路,不需外配mos管,也无需使用dsp等高端控制器芯片,就能实现电机可靠的运转。
 
1 系统总体设计
    在阀门控制设计中,对设计者的最大挑战是如何电路设计简单,在有限的空间里放置电子元器件。本设计中采用普通单片机处理电机的启停、速度检测、速度调节,并对外面的开关量进行处理。将有关电机的所有控制功能交给tb6588fg处理,系统的硬件框图如图1所示。
                        
tb6588fg是为三相无传感器无刷直流电机驱动而设计的专用控制芯片,通过改变模拟电压改变pwm的占空比,来调节速度。驱动电机的电流典型值为1.5 a,峰值高达2.5 a,具有过流保护功能。供应电压为7~42v。具有正反转控制功能。具有控制星形连接的无传感器无刷直流电机的所需要的全部功能,主要功能包括:启动电路,反向电动势换相控制,pwm速度控制,欠压限流保护等。使用tb6588fg,无论从硬件上还是软件上,减少了单片机的工作量,用体积小、价格很便宜的就可完成所有的工作。单片机只要完成电机速度脉冲检测,然后控制算法调节数字电位器,来改变控制速度的模拟电压,调节速度。tb6588fg具有欠压限流功能,实现对电机的保护。
 
2 电机控制电路设计
     tb6588fg电机控制电路如图2所示。
 
3 电机启动
    电机的启动基于vsp的模拟输入电压。当此电压大于1 v时,电机开始启动,此时电机处于静止状态,电机的转子的位置不能确定。首先通过一个激励电压,使电机进入直流激活模式。当电机转动的时候,检测到电机线圈的反向电动势。然后驱动器进入强迫通信模式,强迫通信模式的时间被外部的电容来决定。如图3所示,a阶段是dc激活时间,dc激活时间的调整公式为tfix=0.69×c2×r1。b阶段是强迫通信时间,不同的电机通过改变c1和c2电容的值可用来调整电机的启动。
4 过电流保护电路
阀门控制在实际应用中经常会发生电机堵转的意外情况,电机堵转可能会造成电源和电机的烧毁。tb6588fg的限流保护是通过内部的比较器来实现的,如图4所示。驱动器内部具有一个比较器,负输入端固定电压为0.5 v,流过电机线圈的电流通过r1电阻的采样送入驱动器内部,通过驱动器内部的滤波网络接入比较器的正输入端。如流过r1的电流大于设定值,则此电压会大于0.5 v,驱动器关闭内部驱动电路。在此电路中r2和c2是起rc滤波作用,防止pwm切换时的噪声引起的保护误动作。如当r1=0.33 ω时,最大限流电流为:iout=0.5 v/0.33 ω≈1.5 a。
5 速度检测控制
    tb6588fg具有速度输出脚fg_out,电机没有启动或电机发生异常时此脚输出为低电平。当电机被正常启动,此脚输出速度信号,mcu定时器具有捕获功能,通过捕获速度脉冲的上下沿来算出速度,然后去调整数字电位器的阻值来调整控制速度的电压。
 
 
 
结语
    针对阀门的无传感器三相无刷电机控制系统的特点,采用tb6588fg设计的电机调速控制系统。利用了tb6588fg的硬件电路,简化了整体的电路设计,同时降低了软件的编程难度,使整个系统更加稳定可靠。
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