基于Cortex-M3內核MCU的BLDCM控制器研究

考慮到可靠性，MOSFET逆變橋驅動電路采用集成器件IR2130。IR2130自身的工作電源電壓的范圍較寬(3～20 V)，并可對同一橋臂上下2個功率器件的柵極驅動信號產生2μs的互鎖延時，能有效避免直通短路。
2．2 控制算法選擇及檢測處理方法
由LM3S615構建的控制器采用了電流內環、轉速外環的雙閉環控制策略?？紤]BLDCM是一種自控式電機，MCU運算能力不比DSP，同時包括電機在內的全系統運行性能也受電機自身性能影響，所以ASR和ACR無需采用過于復雜的算法，這里兩者均采用增量式PI算法，與位置式PI算法相比增量式PI算法不需要累加，控制器只輸出增量，受誤動作影響較小，控制增量僅與最近K次的采樣值有關，容易通過加權處理而獲得較好的控制效果。PI參數整定時可先固定積分環節為零，調節比例環節至系統響應穩定，然后再調節積分環節來改善系統的動態響應和靜態穩定性能。
圖3中三路霍爾信號經高速光耦隔離后再通過上拉電阻、非門、電容整形濾波后送至單片機，TIL117輸入回路有一定輸入電流需求，不能用霍爾信號直接驅動，光耦輸出接反相器后恢復了原信號的邏輯狀態。
對BLDCM母線電流的檢測方法有傳感器法和串電阻法等，用霍爾等傳感器檢測電流時線路相對復雜、成本較高，在被檢電流較小時檢測精度會受影響，母線串電阻法簡單，但應注意控制電阻功耗。這里通過串電阻法檢測母線電流，為降低電阻功耗并保證檢測精度，選擇了美國威世公司0．47 Ω檢流用高精度小電阻，預計功耗不超過0．1 W。用導線從檢流電阻兩端引出，經濾波后接入圖4所示電路，該電路是利用TI公司的寬帶低噪音運放OPA842ID搭建的高輸入阻抗差動放大電路，它能有效放大兩路輸入信號差值。差動電路輸出送至MCU的ADC1通道進行10位A／D轉換，圖4為檢流差動放大電路。