【導讀】本文主要介紹了用作三相霍爾傳感器無刷直流驅動器的Z16FMC微wei控kong製zhi器qi。該gai微wei控kong製zhi器qi具ju有you使shi用yong多duo電dian機ji開kai發fa套tao件jian的de片pian上shang集ji成cheng應ying用yong程cheng序xu陣zhen列lie，該gai套tao件jian可ke提ti供gong快kuai速su而er精jing確que的de故gu障zhang控kong製zhi，以yi及ji高gao係xi統tong效xiao率lv和he易yi於yu定ding製zhi的de應ying用yong程cheng序xu固gu件jian開kai發fa。

本文主要介紹了用作三相霍爾傳感器無刷直流驅動器的Z16FMC微wei控kong製zhi器qi。該gai微wei控kong製zhi器qi具ju有you使shi用yong多duo電dian機ji開kai發fa套tao件jian的de片pian上shang集ji成cheng應ying用yong程cheng序xu陣zhen列lie，該gai套tao件jian可ke提ti供gong快kuai速su而er精jing確que的de故gu障zhang控kong製zhi，以yi及ji高gao係xi統tong效xiao率lv和he易yi於yu定ding製zhi的de應ying用yong程cheng序xu固gu件jian開kai發fa。

圖1三相霍爾傳感器BLDC電機控製器的外觀概述。

硬體設計

該設計涉及以閉環或開環方式運行BLDC電動機，其速度由電位計設置。如架構圖所示，該設計通過Z16FMC微控製器PWM模塊生成PWM電壓，以運行BLDC電機。顯示器運行時，三個霍爾傳感器的狀態根據轉子位置而變化。根據傳感器的狀態（換向）切換三相的電壓。霍爾傳感器每60度(du)中(zhong)斷(duan)一(yi)次(ci)捕(bu)獲(huo)計(ji)時(shi)器(qi)刻(ke)度(du)

，以(yi)測(ce)量(liang)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)子(zi)速(su)度(du)。在(zai)電(dian)流(liu)過(guo)載(zai)，欠(qian)壓(ya)或(huo)過(guo)壓(ya)以(yi)及(ji)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)其(qi)他(ta)外(wai)圍(wei)功(gong)能(neng)來(lai)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)。以(yi)下(xia)各(ge)節(jie)介(jie)紹(shao)了(le)硬(ying)件(jian)。

三相橋式MOSFET

三相橋式MOSFET由六個以橋式連接的MOSFET組成，用於驅動BLDC電機的三相。直流母線保持在24 V，這與BLDC電機的額定電壓相同。每個高端和低端MOSFET相對都使用單獨的Hi-Lo柵極驅動器，從而使硬件設計更簡單
，更可靠。自舉電容器充電會驅動高端MOSFET。使用分壓器將其降低至合適的值可監控直流母線電壓，在直流回路中並聯一個分流器可監控直流母線電流。NTC型溫度傳感器提供與溫度成正比的模擬電壓輸出。

PWM模塊

Z16FMC微控製器包含一個在此應用中配置為以互補模式運行的6通道，12位PWM模塊。開關頻率設置為20 kHz。PWM輸出根據霍爾傳感器的輸入進行控製。霍爾傳感器的輸入確定了三相橋式MOSFET的開關順序。PWM的占空比與加速器電位計輸入成正比。占空比的變化控製通過電動機繞組的電流
，從而控製電動機轉矩。

換向邏輯

霍爾傳感器連接到Z16FMC微控製器上的端口PD3，PD4和PD5。dangrenheyinjiaoshangdeshuruzhuangtaigenggaishi
，douhuichanshengyigezhongduan。zhongduanfuwuchengxujianzhasuoyousangeyinjiaodezhuangtai
，bingxiangyingdiqiehuandiandongjisanxiangdedianya。tixinghuanxiangyongyugaiyingyong，yijianhuashixian。zaicihuanxiangguochengzhong
，tongguojiangyigexiangdedingbuMOSFET和另一相的底部MOSFET導通，將任意兩相連接到整個DC總線。第三階段不通電（該階段的頂部和底部MOSFET均關斷）。

速度測量

使用三個霍爾傳感器中的一個來捕獲Timer0滴答
，該滴答代表用於閉環計算的實際霍爾周期。

軟件實施

在軟件的實施過程中，將執行以下操作：初始化初始化硬件模塊以實現以下功能。

從內部振蕩器切換到外部振蕩器以進行係統操作

在ADC
，比較器和UART的相應引腳上啟用備用功能，並驅動LED

配置Timer0在連續模式下運行以捕獲霍爾周期時序

配置比較器以在產生過電流時關閉PWM模塊

使能運算放大器以測量流到電動機的DC總線電流

配置ADC以讀取模擬值，例如DC總線電壓，電流，溫度和加速電位計（一次僅一個通道）

將PWM模塊配置為具有20 kHz開關頻率的單獨操作模式，根據PWMOUT寄存器中的值控製輸出，並在上電複位和任何複位時將PWMOUT默認驅動為低斷開狀態。

打斷

端口D中斷控製換向。霍爾傳感器輸出在引腳PD3：5上讀取，軟件執行其濾波操作，並確定MOSFET的開關順序。PWM定時器中斷用於計時周期性發生的任務
，並用於後台循環從不同通道讀取模擬值並對這些值求平均，更新LED指示燈狀態，並更新UART上的讀取參數。

（來源：中電網）

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