季彬，雜廣德（江西喜泰電機(jī)有限公司，余江335200）

摘要：介紹了TB6575 FNG無(wú)位置傳感器專用芯片的主要功能，并設(shè)計(jì)了一款車載冰箱壓縮機(jī)用無(wú)

位置傳感器電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并得出一些使用心得。

關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；無(wú)位置傳感器

中圈分類號(hào)：TM36+1    文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A    文章編號(hào)：1001-6848 (2010) 0l-0100-03

 

0引  言

    永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代電子技術(shù)（包括電力電子、微電子技術(shù)）、控制理論和電機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便、運(yùn)行效率高和調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，隨著微處理器技術(shù)、電力電子技術(shù)、控制理論以及低成本、高磁能積永磁材料的發(fā)展，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。帶位置傳感器的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)雖然為轉(zhuǎn)子位置提供了最直接有效的檢測(cè)方法，但卻增加了電動(dòng)機(jī)的體積和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，也提高了電機(jī)的成本。如采用無(wú)位置傳感器控制，則可以有效解決這些不足，同時(shí)提高系統(tǒng)工作的可靠性。目前，無(wú)位置傳感技術(shù)已經(jīng)在永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)上得到了較為廣泛的應(yīng)用，特別是在家用電器領(lǐng)域非常普及，如：變頻空調(diào)、變頻冰箱以及無(wú)刷直流貫流風(fēng)機(jī)等電機(jī)的控制等。

    為此，一些國(guó)際知名的半導(dǎo)體公司先后推出了多款簡(jiǎn)單實(shí)用的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)位置傳感器專用控制芯片，本文結(jié)合一個(gè)應(yīng)用實(shí)例介紹無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)位置侍感器專用控制芯片TB6575FNG的應(yīng)用，這款芯片只需要簡(jiǎn)單的外圍電路便可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)位置平穩(wěn)起動(dòng)和運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

    1)三相全波無(wú)位置驅(qū)動(dòng)；2）通過外接電位器等模擬信號(hào)可以方便的調(diào)節(jié)PWM的占空比；3）過流保護(hù)功能；4）正／反轉(zhuǎn)控制功能；5）超前角(7.5/15)可選；6）轉(zhuǎn)速反饋功能（此信號(hào)可以提供給上位機(jī)用于轉(zhuǎn)速的顯示和控制）；7）DC激勵(lì)模式可以很好的改善起動(dòng)特性；8）可方便的調(diào)節(jié)DC激勵(lì)模式和強(qiáng)制換相模式的時(shí)間長(zhǎng)度，適應(yīng)性強(qiáng)；9）強(qiáng)制換相頻率可選；10）輸出極性可選。

    TB6575FNG的內(nèi)部主要包括了：A/D轉(zhuǎn)換器、DC激勵(lì)電路、超前角設(shè)定、定時(shí)器、PWM發(fā)生器、過流保護(hù)電路等功能模塊，圖1是其內(nèi)部原理方框圖。

    電源電壓：5V DC，PWM頻率：15 kHz，振蕩器頻率：4 MHz，封裝為：SSOP24。

    1)無(wú)傳感驅(qū)動(dòng)

 

  TB6575FNG一旦收到一個(gè)速度給定信號(hào)，電機(jī)便會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的位置進(jìn)入DC激勵(lì)模式，經(jīng)過短暫的起動(dòng)時(shí)間后電機(jī)便跟隨PWM信號(hào)進(jìn)入強(qiáng)制換相模式并起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖2所示，電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由芯片8、9腳所接的電阻值和電容值的大小以及不同電機(jī)和負(fù)載的大小決定，電阻值和

電容值的大小需要通過試驗(yàn)選取。一般情況下，****電阻220 kΩ、電容為1μF。2腳所接電容Cl的大小也影響著電機(jī)的起動(dòng)特性，也需要通過試驗(yàn)來(lái)選取。只有在芯片的8、9腳選擇匹配合適的電阻和電容、選擇合適的電容C1才能確保電機(jī)的起動(dòng)過程平穩(wěn)可靠。

    電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，在每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當(dāng)該感應(yīng)電壓信號(hào)輸入到芯片的位置信號(hào)輸入端時(shí)，強(qiáng)制換相模式將自動(dòng)切換到自由換相模式。

 

    通過設(shè)定芯片第24腳的高低電平可以確定強(qiáng)制換相頻率的大小，換相頻率的分檔和設(shè)定見表一。起動(dòng)時(shí)的強(qiáng)制換相頻率由芯片外接的晶體振蕩器頻率和內(nèi)部計(jì)數(shù)器位數(shù)確定，同時(shí)也和不同電機(jī)及負(fù)載的大小有關(guān)系，需要通過試驗(yàn)來(lái)確定。

    當(dāng)磁極的數(shù)目增加時(shí)，強(qiáng)制換相頻率應(yīng)當(dāng)設(shè)置為較高值；當(dāng)負(fù)載的慣量增加時(shí)，強(qiáng)制換相頻率應(yīng)當(dāng)設(shè)置為較低值。