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一体化电机驱动器设计方案

理 作为控制器控制第去实现的依据，一般是对位置、速度、电、电压流等信号进行采；样电源部分主要的作用是给电机和整个控制系统的各个芯片供电。

控制芯片的选择

控制芯片是整个控制系统的，大需脑要完成的算法都是通过该部分实现的，选择控制芯片的时候主要考虑的是速度和接口问题。合考在虑综各方面因素之后，本文使用T1公司的1MS320F2812。其主要特点如下38J:

l) 低功耗

该型号DSP采用静态CMOS工艺制造，内核电压1仅.8V,芯片使用3.3V电源供电，

A.ASH编程电压也是33V.

高速度、高精度

运狙妇达32位，衷充的处理能力最高I.SOMIPS.

商存储容最

拥有128KB的A.ASH,2KB的OPTROM,18KB的SARAM, 另外还有4KB的引导

ROM,用千存放一些引导程序和数学表，因此使用该型号D的SP不需要外扩存储器，节约了空间和开发成本。

接口丰富

1MS320F2812具有的接口包括串行通信口、串行外设口、增CA强N型模块、16通道高性能12位AOC单元，另外还拥有56个通用的K)引脚和3个外部中断，可扩至展45个外设中断。

调试方便，专用性强

TI公司为该系列的DSP提供了一系列的系统集成和调工试具，包括软件模拟器、仿真器等，仿真器采用斤AG模式可以进行系统级的集成调试并。且该系列的DSP具有事件管理器模块，包括8通道16位的PWM、四个空间矢量PWM发生器、夕陪萨丁屏蔽中断或驱动

保护中断、三个完全比较单元三、个捕捉单元、正交脉冲编码电路，这些都为电机控制提供了便利。

逆变暑的选择

图3.1所示的逆变器部分是一个广义的概念，包括驱动信号的隔离、放大、三相桥以及相关的保护电络。该部分电路如果采用分立元件，不仅增加了电路的复杂程度，而且会提高

设计和调试的难度，同时由于元器件过多，若布局如果不合理会带来电磁干扰等问题。考

虑到这些因素本文选三用菱公司的小功率1PM模块PS21865。1PM（智能功率模块）是一种频t的功率充关剧牛，兼有GIR（大功率晶体管）高电流、低饱玉和和削高耐压的优点，以

及MOS面（场效应晶体管）高输凡阻亢、高开关频率和低驱动功率的优点。该2公0世司

纪80年代末就致力于研究开发带智能保护功能的，功PS率21模865块内部集成了逻辑、控制、

检测和保护电路，使用方便，不仅减少了系统的体积，缩短了开发时间，也增强了系统的可靠性。关千PS21865的具体特点将在下一章详细介绍。

位置反馈方案

采样单元包括位置反馈，常用的位置反馈传感器有光栅编码器、租尔传感器和旋转变压器。光栅编码器很难适应强冲击、强簇动的场合，霍尔传感器的抗干扰能力有限，而旋转变压器因具有耐高温、酣影度、抗冲击、抗干扰等优点而获得广泛，应因用此本文选择旋转变压职乍为嘘 反馈传感卧39]。

但旋转变压器输出的信号为模拟量，需要通过旋转变压器．数字转CR换DC器)将其转

换为数字量方可实现与DSP钮妾口。本文拟订的方案是单独做一个小板子作为给旋转变压器的励磁电源以及对旋变输出信号D与SP之间的接口。这样一做方面便千调试，另一方面也可

以与主驱动板分开避免强电回路的干，扰只是在系统装配的时候会稍微麻一烦些，但是驱动

器总的体积并没有增加。

3.lA

电和润的精度直接影咱电机控制系统钮驾炬能，因此选择合适的电流传感器至关重要在电荒传感器的选择上主要考虑以下几个问题：精度、蜇程、功耗、体积。本文选用多肮辑流型霍尔传感器IA28-NP,电玉型传感器卧俞出精度会受到距离的影响，远距离传输

会有一定的损耗，考虑到精度的要求选择电流型传感，器但电流信号的处理要比电压信号复杂一些，在驱动器的电流信号调理部分需把要电流信号转换成电压信号I。A28-NP的精度

达到士0.5％，温漂仅有0.06mA；原边电流测量范围从5A到36A，适合千大功率的应用场；合功耗低，电流消耗为IOmA；体积 也比一般的霍尔传感器小，适合于本升化对千体积的要求。

电濂方案

由千本文设计的是一体化电机控制器，因此驱动器需要有自己内部的电源，外部只需要提供220V交流电就可以了一。体化PMSM驱动器电源分两个部分，即电机的主回路电源和控制电源。主回路电源相对，简交单流220V经整流滤波后直接接lPM的P、U端；控制电

源不仅多，而且lPM还要求有4路相互独立的控制电压。电源方案处理的好坏对于整l个控咭

系统的稳定性和抗干扰性有很大的影响lP。M的若4路独立电源没有完全隔离，对系统是后患无穷的。鉴千此，本文拟订了三套电源方案如下：

用单一