“反電動勢法”永磁直流無刷電機控制系統設計

轉子位置檢測電路用于測取電機反電動勢過零點信息，從而獲得轉子位置，而且是通過檢測電機的端電壓來實現的。電路設計如圖4所示。

電機端電壓檢測共分為A、B、C三相，現以A相為例，先將輸入到IR2130的B和C相驅動控制信號PWM B和PWM C通過與非門反相，得到B、C兩相上橋臂的PWM驅動信號相與的波形，然后跟單片機輸出控制口信號Ctr_A相與。當單片機輸出控制口為l時，D觸發器時鐘端為B、C兩相PWM驅動波形相與的信號；當單片機輸出口為0時，D觸發器時鐘端為低電平，封鎖D觸發器輸出，使D觸發器輸出保持不變，從而通過編寫軟件控制單片機輸出口，使得每個狀態，只有一個D觸發器開通，且在續流階段封鎖D觸發器輸出，這樣可以很大程度的避免反電動勢虛假過零點對零點信息測量的影響。
電流保護電路包括兩個部分。第一部分如圖3所示。
通過R7、R8、R9三個電阻將驅動橋的電壓信號采集到IR2130中，一旦外電路發生過流或直通，IR2130內部的電流比較器迅速翻轉，故障處理單元輸出低電平，封鎖驅動輸出口，同時引腳FAULT向MCU發出報警信號，由此完成第一部分電流保護功能且要通過軟件設計實現具體的功能響應。第二部分電流保護主要針對驅動橋，電路設計如圖5所示。

保護電路通過R10于Rll將驅動橋下橋臂的電壓采集到LM393的正向輸入端，可以和事先設定的Verf進行比較，當驅動橋電流過大時，LM393輸出高電平，使得Q1、Q2、Q3都導通，由此降低下橋臂MOS管的柵源電壓，達到保護MOS管的目的。
三相全橋的驅動控制是由MCU通過PWM方式實現的，當軟件運行出現錯誤時，可能會使得同一橋臂的上下兩個MOS管同時導通，這將造成短路，極易燒壞MOS管，由此設計了邏輯保護電路模塊，使得同一橋臂上下兩個MOS管不會出現同時導通的情況。邏輯保護電路輸入與輸出的邏輯關系如表1所示。

表1輸入輸出邏輯關系