一種基于小功率高溫無刷直流電動機驅動器設計

　　2系統軟件設計

　　單片機系統軟件主要由主程序、換相控制子程序、A／D轉換子程序和PwM信號設定子程序組成。主程序流程如圖6所示。

　　(1)換相控制子程序所設計的驅動器用于驅動三相星形聯接無刷直流電機，采用二二導通方式，6種導通狀態，轉子每轉60。變換一種狀態。單片機通過向P2口送控制的方式實現換相控制。表l是換相控制子程序中的換相控制字(正轉和反轉)。電機起動后單片機根據從P1．0、P1．1、P1．2引腳采集到電機位置信號HAl、HA2、ItA3，向P2口送相應的控制字進行換相控制。

　　(2)A／D轉換子程序A／D轉換子程序把P1．7引腳輸人的用于占空比給定的模擬信號進行采樣并轉換成一個12位數字量，再送入到寄存器PWM0。為了實現電機的連續調速功能，本文首先通過AD控制特殊寄存器設置AD為連續轉換模式，這樣可為PWM占空比控制寄存器提供隨占空比給定信號變化的數字量。

　　(3)PwM信號設定子程序。

　　該子程序主要功能一是設定PWM信號的頻率，二是根據A／D轉換的結果及時更新占空比設定寄存器PwM0的值，從而改變PWM信號的占空比，使驅動器具有連續調速功能。PWM定時器工作頻率為12 MHz，PwM信號頻率為4 kHz。此時寄存器PWMl的設定值為12 MHZ，4 kHz=101110111000B。

　　3實驗

　　本文對研制的驅動器進行了高溫環境運行的實 驗和限流恒功率運行實驗。

　　(1)高溫運行試驗把驅動器放入恒溫箱，調節恒溫箱溫度達到150℃并保持恒溫，然后起動電機，電機負載加到額定值，通過改變PwM占空比進行在一定范圍內連續調速試驗，在連續運行3小時過程中，電機及驅動器運行正常，母線電流值和相電流波形無變化。圖7是沒有限流和PwM控制時相電流的實測波形。重復以上實驗10次，電機及驅動器累計運行30小時，驅動器運行正常，器件完好。

　　(2)限流試驗逐漸增大電機的負載轉矩，直到電機電流達到限流電路的設定值，限流電路起作用。圖8實測的限流時限流電路輸出波形和母線電流波形。上面波形為母線電流波形，下面的波形為限流電路的輸出信號波形。可以看出，母線電流被限制在一個恒定值以下，實現了恒功率運行。

　　4結語

　　(1)本文所設計的小功率高溫無刷直流電機驅動器，采用了特殊的開關主電路結構，省去了功率器件的驅動芯片；整個電路只需一個外部電源，電路結構簡單，適合高溫運行。

　　(2)驅動器能夠具有開環調速控制功能，同時還具有限流功能，能夠實現恒功率控制，起到保護電機及驅動器的作用。

　　(3)高溫實驗證明了驅動器可以在150℃的高溫環境下可靠運行。