基于MC33035+MC33039的直流无刷电机速度闭环控制系统设计.docx

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基于MC33035+MC33039的直流无刷电机速度闭环控制系统设计

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应弋翔何嘉冰李沈崇史亦飞许宇翔

摘?要：文章详细介绍了Motorola公司的第二代直流无刷电机控制器专用芯片MC33035的基本原理，在分析了直流无刷电机的结构特点及应用现状后，设计了基于MC33035和MC33039及一些集成电路构成的小功率直流无刷电机的速度闭环控制系统，并进行了调试及试验，确认了其简单和优越的控制性能。在设计的过程中加入了电机的过温保护，使无刷电机在实际工作环境中无故障安全运行。

关键词：MC33035;MC33039;直流无刷电机;闭环控制

：TM359.9：A：2095-2945（2019）24-0049-04

Abstract：Inthispaper，thebasicprincipleofMC33035，aspecialchipforthesecondgenerationbrushlessDCmotorcontrollermadebyMotorolaCompany，isintroducedindetail.AfteranalyzingthestructurecharacteristicsandapplicationstatusofthebrushlessDCmotor，thespeedclosedloopcontrolsystemoflowpowerbrushlessDCmotorbasedonMC33035，MC33039andsomeintegratedcircuitsisdesigned，debuggedandtested，anditssimpleandsuperiorcontrolperformanceisconfirmed.Intheprocessofdesign，theovertemperatureprotectionofthemotorisadded，soastomakethebrushlessmotoroperatesafelywithoutfaultintheactualworkingenvironment.

Keywords：MC33035;MC33039;brushlessDCmotor;closed-loopcontrol

引言

近年來，我国中小型电机和特微电机行业迅速发展，其中直流无刷电机以其高效低噪等特点逐渐取代有刷电机，成为行业的一颗新星。但是有许多的直流无刷电动机不具有调速功能和故障保护功能。本文基于这个问题，设计出能对各种输入信号进行逻辑分析，为驱动电路提供各种控制信号;实现电机的调速，实现电路的短路、过载、欠电压等故障保护功能的直流无刷电机速度闭环控制系统。

直流无刷电机是由电子开关线路、永磁式同步电机以及位置传感器三部分组成的电机系统[1]。可以实现无级调速，具有体积小、重量轻、出力大、效率高、转矩特性优异的特点。

直流无刷电机由于其转速特性良好，动态响应时间特性优异的特点可应用于转速需要在某个范围内变化的场合，例如新能源汽车中的调速控制系统，家用电器当中的水泵等。直流无刷电机的应用能更好的提高电器的工作效率，提高产品的综合使用性能。

1MC33035和MC33039的原理与电路设计

MC33035是Motorola公司第二代无刷直流电动机控制专用集成电路芯片，外接功率开关器件和电子测速器MC33039，可构成闭环调速控制系统来控制三相（全波或半波）、两相或四相直流无刷电机，具有电路连接简单、速度闭环控制性能良好等优点。

MC33039是Motorola公司配合MC33035专门设计的无刷电机闭环速度控制器，这是一个8脚的双列直插式集成电路块。MC33039对输入的霍尔传感器检测的转子位置信号进行相关的处理，产生与电机实际转速成正比的转速电压信号。MC33039的输出fout（引脚5）经控制电路中的低通滤波电路环节，引入MC33035的误差放大器的反相输入端，而转速信号经积分环节输入MC33035的误差放大器的同相输入端，从而构成系统的转速闭环控制。

1.1MC33035和MC33039的功能说明

MC33035主要组成部分包括转子位置传感器译码器电路;带温度补偿的内部基准电源;频率可设定的锯齿波振荡器;误差放大器;脉宽调制（PWM）比较器;输出驱动电路;欠电压封锁保护、芯片过热保护等故障输出;限流电路。MC33035的典型控制功能包括PWM速度控制、使能控制（启动或停止）、正反转控制和能耗制动控制[2]。MC33035的电路设计如图1