硬件组成及其工作原理

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                    　　无位置传感器检测电路系统框图如图1所示。将BLDC三相绕组端电压取出，经过限幅后，送人模拟多路开关。电机运行过程中，DSP通过数字lO口输出模拟多路开关的选通信号。选出不导通相端电压经过电压缓冲器，以保证端电压信号不会衰减。在相电流续流时刻，DSP输出一个D触发器使能信号，将端电压与电源地电位经电压比较器进行比较，产生一个方波信号。每当此方波信号发生电平跳变时，即是不导通相反电动势的过零点，延时30°电角度就是BLDC的换相点。由于BLDC定子绕组电阻电感较小，当转速较高时，反电动势相应变大，会使得相电流续流时间变得太短。此时，就不能选择在相电流续流时触发输出比较信号，而应当将端电压与电源电压的一半值进行比较，以获取准确的不导通相反电动势过零点时刻。



　　图1? 无位置传感器检测电路系统框图
　　如图2所示，电压限幅电路包括检测电阻、限幅电路、模拟多路开关和运算放大器。精密检测电阻将三相电枢绕组的端电压VA、VB、VC分别输出到限幅电路上，以保证它们的上限不超过工作电压范围，从而保证模拟多路开关的正常工作。输出到模拟多路开关上，由数字控制器DSP输出的通道选择信号SEL，和SEL，将不导通相的端电压选出，经过电压跟随器与电压参考值进行比较。为保证较小的输出阻抗和不导通电压端电压输出的最小衰减，在模拟多路开关输出后，加一级电压跟随电路。当无刷直流电机需要进行换相时，DSP通过改变控制信号选出新的不导通相端电压继续进行电压比较。



　　图2? 电压限幅电路
　　如图3所示，放大比较器包括仪用放大器、电压比较器和上升沿D触发器。仪用放大器将不导通相端电压与电压参考值进行比较，输出两者的电压差值，其值能够反映此时刻不导通相反电动势的状态。将此电压差值送人电压比较器与零电压值进行比较，得到的电压比较信号加载到上升沿D触发器上。每当无刷直流电机相电流处于续流状态时，控制上升沿D触发器将比较信号输出到光电隔离电路上，而上升沿D触发器的上升沿使能信号由DSP的通用I/0口输出。



　　图3?? 过零点放大比较器
　　图4所示即是实际所制作的无位置传感器控制电路板。电路板左方是基于TMS320F28l2 DSP的数字控制电路，包括电源供电电路、DSP与上位机通信的串行接口电路，将DSP的输人与输出端口与光电耦合电路相接。电路板右上方为三相逆变电路和母线电流检测传感器接口电路，电路板右下方为反电动势过零点模拟检测电路。整个印刷电路板布局分为不同的功能电路。



　　图4???? 无位置传感器控制电路板
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