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單片機(jī)根據(jù)收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖信號(hào)分配,確定各相通電順序,并與CPLD里面的D觸發(fā)器相連;同時(shí)根據(jù)用戶設(shè)定的電流值和細(xì)分?jǐn)?shù)通過SPI口與D/A轉(zhuǎn)換器AD5623通信,得到設(shè)定的電流值(實(shí)際上是電流對應(yīng)的電壓值)。
AD5623輸出的值為期望的電流對應(yīng)的電壓值,它必須與從功率模塊檢測得到的電流對應(yīng)的電壓值進(jìn)行比較,并把比較結(jié)果與CPLD里面的D觸發(fā)器CLR引腳相連。
CPLD與電流、細(xì)分設(shè)定的撥碼開關(guān)相連,把得到的值通過SPI口傳給單片機(jī);以D觸發(fā)器為核心的控制邏輯,根據(jù)單片機(jī)的各相通電順序和比較器MAX907的比較結(jié)果確定各功率管的開關(guān)。
功率驅(qū)動(dòng)模塊直接與電機(jī)相連,驅(qū)動(dòng)電機(jī)。采用8個(gè)MOS管IRF740構(gòu)成2個(gè)H橋雙極型驅(qū)動(dòng)電路。IRF740最高可承受400 V電壓和10 A電流,開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間不會(huì)超過51 ns,管子導(dǎo)通電壓Vgs的取值范圍為4~20 V。
3.2 細(xì)分關(guān)鍵技術(shù)方案
“額定電流可調(diào)的等角度恒力矩細(xì)分”驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)質(zhì)是恒流控制,關(guān)鍵是電流的精確控制,必須同時(shí)滿足以下各個(gè)條件:
①D/A轉(zhuǎn)換器輸出的電流值必須與期望值相當(dāng)接近,而且轉(zhuǎn)換速度要快。該系統(tǒng)采用ADI公司的AD5623,12位精度,分成4 096個(gè)等級(jí),滿足了200細(xì)分的高精度要求;2路D/A輸出滿足兩相的要求;SPI口通信,頻率高達(dá)50 MHz,建立時(shí)間快,同時(shí)單電壓供電,連接簡單。
②檢測到的電流必須能正確地反映此時(shí)的相電流。由于電機(jī)的相電流通常很大,電壓很高,檢測有一定的難度。常用的檢測方法有外接標(biāo)準(zhǔn)小電阻,電路簡單,但干擾比較大,準(zhǔn)確性比較差;霍爾傳感器檢測準(zhǔn)確,干擾小,連接也不復(fù)雜,所以該驅(qū)動(dòng)器采用霍爾傳感器。
③比較器分辨率要高,轉(zhuǎn)換速度快。MAX907的建立時(shí)間只需12 ns,比較的電壓只要相差2 mV即可檢測出來(最大不超過4 mV),反應(yīng)非常靈敏。
④控制功率管開關(guān)的邏輯電路要有很高的實(shí)時(shí)性,保證相電流在設(shè)定電流上下做很小的波動(dòng),以免引起浪涌,干擾控制電路。
本文采用Xilinx公司的CPLD芯片XC9572。以D觸發(fā)器為核心的控制電路全部由CPLD完成,CPLD代替了各種分立元器件,結(jié)構(gòu)簡單,連接方便。圖9是控制電路的邏輯圖。
向掌柜 王百靈 提問: