AKM42G-ASCNR-02無刷直流電機主要商用控制案例分析

　　目前各大主流半導體廠商均推出了各自的有傳感器BLDC電機控制方案，技術類似，也比較成熟。概括說來，將三路霍爾傳感器的輸出接到MCU的輸入引腳上，每一路電平的變化將會觸發(fā)中斷，在中斷服務程序中根據(jù)圖2的邏輯來查表改變相應的導通相，達到換向的目的。

　　圖3為市場上的主流商用方案示意圖，通過簡單的分析我們可以發(fā)現(xiàn)MCU通過中斷服務程序來進行換相，在對電機電流的監(jiān)控上，電流信號由外部采樣及運放電路送入ADC后由軟件程序來比較判斷是否過流并關斷PWM輸出，保護電機及電路系統(tǒng)。

　　圖3:BLDC電機主流商用方案示意圖

　　總的說來，與永磁同步電機和步進電機相比，BLDC電機的控制較為簡單。各半導體廠商的解決方案結構大體類似，技術也日趨同質化。通過進一步的分析可以發(fā)現(xiàn)，電機的換相和電流的監(jiān)控都在軟件中完成，但是電流的放大與處理需要外部的運放電路，速度慢，成本較高且不可靠。此外，對霍爾傳感器失效的硬件檢測缺乏實時有效的手段，影響電機的安全運行

　　4.基于AKM42G-ASCNR-02的無刷直流電機控制架構及優(yōu)勢分析

　　AKM42G-ASCNR-02采用的ARM Cortex-M0高性能處理核心不僅能夠快速完成電機的閉環(huán)速度調節(jié)和其它相應的控制運算，其內部集成的可編程UDB可以將圖2所示的換相邏輯以CPLD的形式固化在芯片中，實現(xiàn)更快速可靠的硬件換相，無須軟件干涉；此外，UDB更可以直接檢測霍爾信號的失效狀態(tài)，并立即關斷PWM輸出，迅速保護電機。

　　AKM42G-ASCNR-02內部集成有支持比較器模式的運算放大器（Opamp）和可編程IDAC電流源，因此對電機電流的監(jiān)控也可以*集成到AKM42G-ASCNR-02片內完成，而不需要任何外部有源器件。電機電流經采樣電阻后進入片內Opamp，放大后作為片內比較器的正端輸入，比較器的負端輸入為片內IDAC電流源產生的過流閾值基準。比較器輸出的跳變將直接關斷PWM輸出，保護電機。

　　圖4：基于AKM42G-ASCNR-02的無刷直流電機控制框圖

　　對比基于AKM42G-ASCNR-02的控制方案和當前市場上的主流商用方案我們不難發(fā)現(xiàn)，PSoC4由于集成了豐富的片內模擬和數(shù)字資源，可以*用片內的硬件來完成無刷直流電機的順序換相和電流監(jiān)控，比軟件實現(xiàn)更加快速可靠，且節(jié)省了可觀的片外有源器件的成本。此外，片內的UDB還可以直接檢測霍爾傳感器的失效狀態(tài)，并迅速保護電機，這也是其它廠商所不具備的重要功能。

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