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无刷直流机电的掩护电路计划

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无刷直流机电的掩护电路计划

宣布日期:2014-12-10 16:22 来历:http://phimthoinay.com 点击:

  本文给出几种机电的掩护计划,它不只呼应速率快,节制靠得住,并且大大地下降了掩护装配的出产本钱。该掩护电路与传统的掩护电路比拟,省去了热继电器、交换打仗器等掩护装配的能耗,与机电为一体。经测实验证,结果杰出。

  1、电流检测道理

  要完成过流掩护,重要的使命是检测机电的电流。凡是有2种检测电流的方式:

  (1)小阻值无感采样电阻。凡是接纳康铜丝或贴片件,这是一种便宜的计划,可是要注重采样电阻阻值的拔取,功率要充足大,同时电阻的电感要小,以解除感抗在电阻两头激发的电压降。

  (2)霍尔电传播感器。合适驱动开辟,接纳LEM公司的LA28-NP霍尔电传播感器的电流丈量,它的长处是精度高,靠得住性高。

  在电流采样的地位上也有2种方式能够挑选:

  (1)相电流采样。将采样电阻或霍尔电传播感器置于每相,假定三相电流别离为ia,ib和ic,又由于无刷机电的三相电流有以下干系:ia+ib+ic=0,以是只需检测出无刷机电中两相电流就能够获得另外一相的电流信息。

  (2)母线电流采样。普通是将采样电阻或电力传感器置于母线负侧遏制电流采样。

  下面先容一种基于电传播感器采样母线电流的方式,该方式精度高,靠得住性高。

  将传感器LA28置于母线负侧到地之间遏制电流检测,LA28将检测到的低级电流按1 000:1的比例遏制减少,获得次级电流,次级电流颠末I/V电路以后转化为便利A/D(模/数转换模块)收罗的电压量,可是I/V输出的电压旌旗灯号含有丰硕的PWM斩波的高次谐波份量,以是若是间接送单片机的A/D口,会检测不到电压信息,是以须要加旌旗灯号调度电路,行将I/V电路获得的电压送入巴特沃思(Butterworth)二阶低通滤波器遏制低通滤波。颠末低通滤波以后能够将高次谐波份量滤除,进而获得直流份量,同时为了便于A/D口收罗,将滤波后的小电压旌旗灯号遏制比例缩小,以后送入A/D口遏制检测。

  2、电压检测道理

  线电压检测电路的设想与电流检测电路的设想大致不异,详细道理参照电流检测道理。线电压检测硬件的全体电路布局图如图5所示。

  3、掩护计划

  本文提出的掩护计划首要是针对以IR2136芯片作为机电驱动器的机电,由于它岂但完成了一套完全的无刷直流电念头驱动,并且它还集成了本身任务电源欠压检测器,检测到芯片的Vcc或Vbs欠压时能封闭高端MOSFET,避免MOS管长时辰任务在高功耗状况下。

  3.1 过流掩护计划

  过流掩护计划共有3套,此中包含两套硬件过流计划和一套软件过流计划。

  (1)电流检测电路和LM311构成比拟电路,输出送到单片机PWM模块的FLTA遏制毛病检测,若是FLTA引脚为低电平,则PWM模块硬件关断PWM输出。该过流掩护为单片机集成的硬件级掩护,呼应速率快。

  (2)电流检测电路输出电压颠末分压以后送到IR2136的ITRIP引脚,若是ITRIP引脚电压高于0.5 V,则激发IR2136外部叩比拟器举措,FAULT引脚输出低电平,RCIN引脚毗连的电阻电容构成RC延机会制,延时以后过流状况主动断根。由于FAULT在过流和本身欠压的环境下城市变为低电平。区分在于:过流环境下,FAULT引脚的电日常平凡高时低,而本身欠压的状况下,FAULT会一向输出低电平。该过流掩护为IR2136集成的硬件级掩护,呼应速率快。

  (3)单片机设置软件级的过流掩护法式代码,经由进程A/D口收罗电流检测电路输出电压,以判定是不是过流。这属于软件级别的过流掩护,呼应速率较硬件级别掩护慢,若在法式跑飞的环境下不能供给过流掩护。

  若是电压值大于0.5 V,则会激发IR2136外部电路一系列举措。详细阐发以下,ITRIP引脚毗连的比拟器输出1(高电平),颠末输出噪声滤波器确认不是由噪声激发的误举措以后,送到SR锁存器的S端,即此时S端为1;同时比拟器输出的1(高电平)加到与RCIN相连的MOSFET栅极,从而激发MOSFET漏极和源极导通,即RCIN毗连到低,而RCIN在外部还毗连了RC延时电路,如图8所示。

  过流之前,电容被充电至Vcc,并毗连到RCIN,可是过流产生以后RCIN外部经由进程MOSFET毗连到地,以是电容沿着箭头所示途径放电。此时RCIN引脚为0(低电平),RCIN又毗连到SR锁存器的R端,以是过流产生时,SR锁存器的S=1,R=0。按照所学的SR锁存器特征表,S=1,R=0,现态Q=0,那末锁存器输出1(高电平),表现有过流环境产生。锁存器输出分为两路(如箭头所示),一起使FAULT输出低电平,FAULT能够接到单片机各类检测端口遏制响应的过流处置;另外一起关断上桥臂的3个MOS管,从而使机电停转实行掩护。

  3.1.3 单片机固件软件级过流掩护

  单片机软件中设定好过流门限数值以后,软件经由进程A/D及时收罗电流检测电路输出的电压旌旗灯号,并解算获得对应的电流值,与过流掩护门限值遏制比拟。若是及时电流值大于过流门限值,则履行响应的机电掩护举措;若是及时电流值小于过流门限值,则持续收罗电流值遏制比拟,以此轮回。

  3.2 过压掩护

  线电压检测电路的设想与电流检测电路的设想大致不异。过压:检测直流母线电压,若是高于上限电压值,则发送正告信息帧,并遏制驱念头电。过压掩护如图10所示。

  电路简略适用,间接检测母线电压,若是电压高于法式中的设定值,则做出响应的掩护举措。在软件编程的时辰接纳了查问法,即只要在遏制电压检测的法式段中翻开A/D,检测间断标记,而后读数并前往电压值,Z后再关A/D,如许不必在全部法式履行进程中一向翻开A/D收罗模块,从而进步了法式履行的效力。

  3.3 欠压掩护

  欠压:检测直流母线电压,若是低于上限电压值,则发送正告帧,并遏制驱念头电,以掩护电池。

  欠压掩护:第一套计划和下面的过压掩护进程近似;第二套计划利用了IR2136外部集成的本身任务电源检测器。从IR2136外部道理框图能够看出,当Vcc欠压时,FAULT输出低电平,同时3个上桥臂的MOS管被关断。


相干标签:磁阻机电

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