成本經濟的低噪聲有刷直流電機控制解決方案(06-100)

　　應用實例：單片機/電機控制實例

　　單片機設計中帶有內建的外設，因此只需要最少量的外部元器件就可以容易地實現BDC電機的速度和方向控制。PIC16F684是一款14引腳單片機，對于低成本雙向BDC電機控制非常理想。之所以選擇PIC16F684 做為例子，是因為這款單片機帶有內建的外設，只需要最少量的外部元器件就可以容易地實現BDC電機的速度和方向控制。這款單片機的兩大特點對于BDC電機控制非常有用。首先，片上內建有增強捕獲/比較/PWM(ECCP)模塊，當配置為全橋模式時，可以提供直接驅動H橋電路所需要的PWM信號。H橋電路可以為電機提供雙向電流驅動。PIC16F684第二個非常適合電機控制器的特點是可以產生頻率高達31.2 kHz的8位PWM信號。對于電機控制應用來說，這一點很重要，因為低于20 kHz的頻率會導致電機產生人聽覺范圍內的噪聲。不需要增加任何外部時鐘源，PIC16F684 就可以提供高于聽覺頻率的8位分辨率。為了獲得高出聽覺頻率范圍的頻率，此前的單片機需要在運行時降低PWM的分辨率。與其它具備ECCP的單片機相比，PIC16F684體積小且成本效率高。利用片上ECCP模塊做為PWM硬件發生器，而不是采用過去的軟件解決方案，寶貴的單片機處理器資源可以用于完成其它任務。

　　此類應用中使用的片上外設除ECCP模塊外，還有一個內部10位模數轉換器(ADC)。ECCP有捕獲模式(可捕獲定時器寄存器的16位值)、幾個比較器和4個PWM。在無傳感器的BDC電機控制應用中，4個PWM通道是一個重要優勢。如圖2所示，配合外部橋和4個FET驅動器件，單片機的PWM模塊可以容易地實現雙向電機控制。 

　　圖2中的低成本BDC電機控制系統在全橋PWM模式下使用ECCP。用戶可容易地配置PWM占空比，并實時改變單片機內部振蕩器。此外，利用單片機片上的一個10位ADC來測量反向電動勢(EMF)，PIC16F684可以容易地跟蹤電機的轉速(RPM)。