无刷直流马达控制晶片之设计(参考资料陈添智、欧金池、余致贤.doc

無刷直流馬達控制晶片之設計(參考資料:陳添智、歐金池、余致賢、盧俊豪，”無刷直流馬達控制晶片之設計”，崑山科技大學學報第六期 第87~99 頁，民國98 年4 月) 汽車電子學實習 期中報告 班級:車輛二乙 姓名:卓炘標 學號:4A015025 一、摘要: 本文提出以複雜型可編程邏輯元件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)來實現無刷直流馬達控制晶片之設計，使用ALTERA 廉價型之EPM3064ALC44-10 CPLD 晶片，配合簡易操作之MAX+plusⅡ設計軟體，根據無刷直流馬達之控制邏輯真值表，非常容易實現高性能無刷直流馬達控制晶片之設計。 二、以 CPLD 實現無刷直流馬達驅動設計 無刷直流馬達驅動器控制邏輯，可以表示如表1:無刷直流馬達 順時針旋轉之控制邏輯真值表和表2:無刷直流馬達反時針旋轉之控制邏輯真值表。其中A， B， C 表示三相Hall sensors 的輸出訊號狀態，D 是PWM 訊號，P=0 代表Hall sensors的輸出訊號為三相差120o 之型態，F 是馬達順時針旋轉(F=1)與反時針旋轉(F=0)控制訊號，E 是致能訊號，Q1……Q6 驅動智慧型功率模組六個IGBT 晶體導通與否之閘極控制訊號。 由以上兩個真值表，可以得到以下式子： Q1 = ABDY + ABDZ Q = BCDY + BCDZ Q = ACDY + ACDZ Q = (ABD + ABCD + ABCD)Y + (ABD + ABCD + ABCD)Z Q = (BCD+ ABCD + ABCD)Y + (BCD + ABCD+ ABCD)Z Q = (ACD + ABCD+ ABCD)Y + (ACD + ABCD+ ABCD)Z Y = PFE Z = PFE 由上面式子之無刷直流馬達驅動器控制邏輯用ALTERA 所生產之 EPM3064ALC44-10 CPLD 來實現，用MAX+plusII 繪出邏輯閘佈線圖。如下圖1所示。 使用 MAX+plusⅡ實現數位邏輯電路的步驟如下： 執行 MAX+plusⅡ軟體，建立新的專案名稱，選擇儲存的路徑或是開新資料夾，輸入新的專案名稱，再開啟新檔選擇圖形編輯器（*.gdf），開始編輯數位邏輯電路圖形，編輯完成後存檔，在編譯此檔案，將專案指定到目前檔案，選擇燒錄晶片之號（EPM3064ALC44-10 CPLD），以便來規劃晶片接腳，在編譯接腳圖，以可進行燒錄，燒錄完成已進行硬體驗證之測試。 圖1 無刷直流馬達驅動器控制邏輯佈線圖 圖2 EPM3064ALC44-10 CPLD 腳位規劃圖 三、實驗結果 圖3和圖4為無刷直流馬達在低速和高速設定下之轉速響應圖，由圖中可以看出不論在低速或高速設定下，無刷直流馬達的轉速響應非常迅速且平順的旋轉，驗證利用ALTERA 所生產之價格EPM3064ALC44-10 CPLD 來設計無刷直流馬達控制晶片，可以實現高性能的無刷直流馬達驅動系統。 圖3 低轉速旋轉 圖4 高轉速旋轉