作 者 : 简 介 本 应 用 笔 记 说 明 了 无 传 感 器 无 刷 直 流 (Brushless DC, BLDC) 电 机 控 制 算 法, 该 算 法 采 用 dspic 数 字 信 号 控 制 器 (digital signal controller, DSC) 实 现 该 算 法 对 电 机 每 相 的 反 电 动 势 (back-electromotive Force,back- EMF) 进 行 数 字 滤 波, 并 基 于 滤 得 的 反 电 动 势 信 号 来 决 定 何 时 对 电 机 换 相 这 种 控 制 技 术 不 需 要 使 用 离 散 式 低 通 滤 波 硬 件 和 片 外 比 较 器 BLDC 电 机 的 应 用 非 常 广 泛 本 应 用 笔 记 中 描 述 的 算 法 适 合 于 电 气 RPM 范 围 在 40k 到 100k 的 BLDC 电 机 运 行 于 此 RPM 范 围 内 的 一 些 BLDC 电 机 应 用 可 以 是 模 式 化 RC 电 机 风 扇 硬 盘 驱 动 气 泵 以 及 牙 钻 等 本 应 用 笔 记 中 描 述 的 算 法 可 在 以 下 两 个 Microchip 开 发 板 平 台 上 实 现 : PICDEM MC LV 开 发 板 dspicdem MC1 开 发 板 PICDEM MC LV 开 发 板 包 括 一 dspic30f3010 DSC 上 述 算 法 在 该 器 件 上 得 以 实 现, 因 为 该 器 件 包 含 在 PICDEM MC LV 开 发 板 中 然 而, 您 也 可 使 用 dspic30f2010 作 为 替 代 处 理 器 以 节 约 成 本 该 板 的 默 认 配 置 包 含 一 个 5 MHz 的 晶 振 在 测 试 该 算 法 时 使 用 7.37 MHz 的 晶 振 PICDEM MC LV 开 发 板 上 所 使 用 的 资 源 如 下 : AN1083 使 用 反 电 动 势 进 行 无 传 感 器 BLDC 控 制 dspicdem MC1 开 发 板 上 所 使 用 的 资 源 如 下 : Reston Condit Microchip Technology Inc. 处 理 器 : dspic30f6010a MIPS: 21 MIPS 程 序 存 储 器 : 2089 个 24 位 指 令 字 RAM: (1) 280 字 节 注 1: 在 信 号 缓 冲 器 使 能 的 情 况 下,RAM 的 使 用 率 为 4400 字 节 以 下 规 范 适 用 于 上 述 两 种 硬 件 平 台 : 最 大 电 机 速 度 :100,000 电 气 RPM 可 调 节 的 PID 速 度 控 制 环 可 配 置 的 开 环 起 动 加 速 过 程 支 持 DMCI 工 具 ( 见 本 文 档 的 实 现 算 法 部 分 ) 图 1: PICDEM MC LV 开 发 板 处 理 器 类 型 : MIPS: 程 序 存 储 器 : RAM: 晶 振 : dspic30f3010 或 dspic2010 21 MIPS 2000 个 24 位 指 令 字 280 字 节 7.68 MHz 图 2: 带 附 加 功 率 模 块 的 dspicdem MC1 开 发 板 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 1 页
BLDC 电 机 结 构 该 算 法 已 在 下 列 电 机 上 经 过 测 试 : 4 极 12V 10A 风 扇 电 机, 最 高 转 速 为 29,000 RPM 14 极 12V 航 空 发 动 机 模 型, 最 高 转 速 为 13,000 RPM 4 极 24V 1A Hurst BLDC 电 机 模 型 DMB0224C10002 这 些 电 机 已 使 用 与 转 速 成 正 比 的 负 载 进 行 了 测 试 低 速 时 负 载 较 轻, 高 速 时 满 载 在 Y 型 连 接 的 BLDC 电 机 ( 见 图 3) 中, 电 机 具 有 三 条 引 线, 每 条 引 线 与 一 个 绕 组 相 连 每 个 绕 组 ( 或 串 联 绕 组 ) 与 一 个 公 共 点 相 连, 该 公 共 点 为 所 有 三 个 绕 组 共 同 使 用, 如 图 3 中 上 部 所 示 一 个 简 单 的 BLDC 电 机 的 基 本 构 造 如 图 3 的 下 部 所 示 图 3: Y 型 连 接 的 BLDC 电 机 电 机 外 层 是 定 子, 包 含 电 机 绕 组 电 机 内 部 是 转 子, 转 子 由 围 绕 电 机 圆 周 的 极 性 相 反 的 磁 极 组 成, 图 4 显 示 了 仅 带 有 两 个 磁 极 ( 南 北 磁 极 ) 的 转 子 在 实 际 应 用 中, 大 多 数 电 机 的 转 子 具 有 多 对 磁 极 当 电 流 流 过 电 机 绕 组 时 ( 如 图 4 中 的 箭 头 (1) 所 示 ), 电 机 起 动 在 该 示 例 中, 红 色 (R) 引 线 上 施 加 了 正 电 势, 而 绿 色 (G) 引 线 上 施 加 了 反 电 势 在 这 种 情 况 下 给 电 机 绕 组 充 电 会 在 定 子 上 产 生 磁 场, 由 N 和 S 标 记 指 示 然 后 转 子 旋 转, 以 使 转 子 的 北 磁 极 与 定 子 磁 场 的 南 磁 极 对 齐 同 样 的, 转 子 的 南 磁 极 与 定 子 磁 场 的 北 磁 极 对 齐 图 4: 流 过 绕 组 的 电 流 R Y 型 连 接 的 BLDC 电 机 原 理 图 R 电 流 1 B G 公 共 点 B G 流 过 绕 组 的 电 流 在 定 子 上 产 生 磁 场 ( 由 N 和 S 来 标 识 ), 使 得 转 子 的 北 极 和 南 极 分 别 与 定 子 的 南 极 和 北 极 对 齐 BLDC 电 机 结 构 100 100 R R N 101 001 com g G b S r 011 N r b com com g B 110 010 101 001 b com g S G N S r S N r S N b com S 011 com N g B 110 010 DS01083A_CN 第 2 页 2007 Microchip Technology Inc.
六 步 ( 梯 形 ) 换 相 在 本 应 用 笔 记 描 述 的 无 传 感 器 算 法 中, 使 用 六 步 梯 形 或 120 换 相 法 为 电 机 绕 组 通 电 图 5 说 明 了 六 步 换 相 的 工 作 原 理 每 一 步 或 每 一 区 间, 相 当 于 60 个 电 角 度 六 个 区 间 组 成 了 360 个 电 角 度 或 一 次 电 气 旋 转 绕 组 图 中 的 箭 头 显 示 了 在 每 一 步 中 流 过 电 机 绕 组 的 电 流 方 向 图 中 显 示 了 在 六 步 换 相 期 间 每 个 电 机 引 线 上 施 加 的 电 势 六 步 换 相 序 列 使 电 机 进 行 了 一 次 电 气 旋 转 图 5: B +VBUS -VBUS +VBUS 60 2 六 步 换 相 5 R 3 6 1 4 红 色 绕 组 G 步 骤 换 相 1 给 红 色 绕 组 加 正 电 给 绿 色 绕 组 加 负 电 蓝 色 绕 组 未 通 电 2 保 持 红 色 绕 组 电 势 为 正 给 蓝 色 绕 组 加 负 电 绿 色 绕 组 未 通 电 3 给 绿 色 绕 组 加 正 电 给 蓝 色 绕 组 加 负 电 红 色 绕 组 未 通 电 4 给 绿 色 绕 组 加 正 电 给 红 色 绕 组 加 负 电 蓝 色 绕 组 未 通 电 5 给 蓝 色 绕 组 加 正 电 给 红 色 绕 组 加 负 电 绿 色 绕 组 未 通 电 6 给 蓝 色 绕 组 加 正 电 给 绿 色 绕 组 加 负 电 红 色 绕 组 未 通 电 每 一 区 间 上 都 有 两 个 绕 组 通 电, 一 个 绕 组 未 通 电 每 一 区 间 均 有 一 个 绕 组 未 通 电, 是 六 步 控 制 的 重 要 特 征, 无 传 感 器 控 制 算 法 就 是 基 于 此 实 现 的 本 应 用 笔 记 使 用 下 面 的 术 语 来 说 明 电 机 速 度 : 每 分 钟 电 气 旋 转 次 数 (RPM Elec ) 每 秒 钟 电 气 旋 转 次 数 (RPS Elec ) 使 用 这 些 术 语 来 说 明 电 机 速 度 比 机 械 RPM 要 容 易 的 多, 因 为 在 涉 及 到 电 气 RPM 时, 不 用 考 虑 电 机 极 数 这 个 因 素 机 械 RPM 和 电 气 RPM 之 间 的 关 系 可 用 以 下 公 式 来 表 示 : 公 式 1: RPM Mech = 机 械 / 电 气 RPM 关 系 (2 * RPM Elec ) ( 电 机 极 数 ) -VBUS 绿 色 绕 组 RPM Elec = (RPM Mech * 电 机 极 数 ) 2 +VBUS -VBUS 蓝 色 绕 组 1 2 3 4 5 6 区 间 RPS Elec = RPM Elec 60 要 保 持 定 子 中 的 磁 场 超 前 于 转 子 磁 场, 那 么 一 区 间 到 另 一 区 间 的 转 变 必 须 发 生 在 转 子 处 于 特 定 位 置 的 时 刻, 从 而 获 得 最 佳 转 矩 下 一 部 分 将 讨 论 在 带 传 感 器 的 BLDC 控 制 应 用 中 如 何 确 定 转 子 位 置 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 3 页
带 传 感 器 的 BLDC 控 制 在 大 多 数 带 传 感 器 的 BLDC 控 制 应 用 中, 霍 尔 效 应 传 感 器 用 于 确 定 转 子 位 置 霍 尔 效 应 传 感 器 位 于 电 机 壳 内, 每 个 传 感 器 输 出 状 态 每 经 180 个 电 角 度 就 会 变 化 一 次 ( 见 图 6) 传 感 器 B 输 出 信 号 的 上 升 沿 与 传 感 器 A 输 出 信 号 的 上 升 沿 之 间 有 120 个 电 角 度 的 偏 移 传 感 器 C 输 出 信 号 的 上 升 沿 相 对 于 传 感 器 B 也 有 120 个 电 角 度 的 偏 移 这 样 放 置 传 感 器 是 为 了 在 电 机 换 相 时, 传 感 器 的 输 出 状 态 会 发 生 改 变 图 6: 带 传 感 器 的 控 制 霍 尔 效 应 传 感 器 A 红 色 绕 组 60 霍 尔 效 应 传 感 器 B 绿 色 绕 组 霍 尔 效 应 传 感 器 C 蓝 色 绕 组 驱 动 电 路 开 关 Q3,Q5 Q1,Q5 Q1,Q6 Q2,Q6 Q2,Q4 Q3,Q4 Q3,Q5 Q1,Q5 Q1,Q6 区 间 6 1 2 3 4 5 6 1 2 霍 尔 状 态 5 4 6 2 3 1 5 4 6 图 7 是 BLDC 电 机 的 基 本 驱 动 电 路 每 个 电 机 引 线 都 连 接 到 一 个 高 边 / 低 边 开 关 区 间 和 开 关 状 态 之 间 的 相 互 关 系 由 驱 动 电 路 开 关 ( 如 图 6 所 示 ) 表 示 图 7: Q1 BLDC 驱 动 电 路 Q2 Q3 Q4 R Q5 G Q6 B DS01083A_CN 第 4 页 2007 Microchip Technology Inc.
为 什 么 使 用 无 传 感 器 控 制? 在 带 传 感 器 的 控 制 中, 使 用 传 感 器 来 确 定 电 机 转 子 相 对 于 电 机 定 子 的 位 置 这 可 使 电 机 的 控 制 相 当 简 单 处 理 器 只 需 等 待 霍 尔 效 应 传 感 器 改 变 状 态, 然 后 根 据 三 个 霍 尔 效 应 传 感 器 的 输 出 来 确 定 转 子 所 处 的 区 间, 并 相 应 的 对 电 机 绕 组 进 行 换 相 带 传 感 器 的 控 制 具 有 如 下 缺 点 : 传 感 器 价 格 昂 贵 除 了 需 要 购 买 传 感 器 外, 还 需 要 在 制 造 期 间 将 传 感 器 安 装 在 电 机 上, 这 就 增 加 了 安 装 和 接 线 费 用 传 感 器 给 电 机 添 加 了 潜 在 的 故 障 因 素 如 果 传 感 器 发 生 故 障, 则 电 机 也 无 法 继 续 工 作 在 某 些 环 境 下, 使 用 传 感 器 不 符 合 实 际 需 要 例 如, 在 电 机 处 在 浸 没 的 环 境 中 ( 如 压 缩 机 或 泵 ), 传 感 器 可 能 首 先 会 发 生 故 障 基 于 各 种 各 样 的 原 因, 在 许 多 应 用 中 需 要 使 用 无 传 感 器 的 BLDC 控 制 本 应 用 笔 记 的 下 一 部 分 将 介 绍 所 述 无 传 感 器 BLDC 控 制 技 术 的 理 论 知 识 无 传 感 器 的 BLDC 控 制 确 定 电 机 绕 组 换 相 的 时 刻 或 一 区 间 到 另 一 区 间 转 换 的 适 当 时 间 的 关 键 就 是 转 子 的 位 置 如 果 使 用 带 传 感 器 的 控 制, 则 可 立 刻 获 得 转 子 的 位 置 然 而, 在 无 传 感 器 控 制 中, 则 必 须 采 用 其 他 方 法 确 定 转 子 位 置 该 算 法 中 使 用 的 方 法 是 分 析 电 机 的 反 电 动 势 (EMF) 简 单 的 说, 反 电 动 势 是 永 磁 式 电 机 转 子 转 动 时, 由 定 子 绕 组 所 产 生 的 电 压 反 电 动 势 的 幅 值 与 电 机 转 速 成 正 比 图 8 将 有 助 于 理 解 反 电 动 势 该 图 显 示 了 带 有 传 感 器 控 制 的 电 机 在 转 动 时 三 条 引 线 上 的 电 势 产 生 的 三 个 信 号 的 形 状 与 图 5 中 的 梯 形 形 状 非 常 相 似 图 中 添 加 了 竖 线 以 帮 助 区 分 六 个 区 间 PWM 信 号 给 每 个 绕 组 供 电 例 如, 每 三 个 区 间, A 相 就 失 电 一 次 然 而, 在 不 驱 动 某 一 特 定 相 的 区 间 内, 在 电 机 引 线 上 仍 可 看 到 电 压 这 个 电 压 就 是 反 电 动 势 图 8: 反 电 动 势 A 相 B 相 C 相 注 : 使 用 dspic30f6010a 对 运 行 的 BLDC 电 机 引 线 上 的 信 号 进 行 采 样 以 捕 获 到 这 些 波 形 使 用 MPLAB IDE 的 数 据 监 控 (Data Monitor and Control Interface,DMCI) 工 具 可 显 示 这 些 采 样 本 文 档 的 实 现 算 法 部 分 对 DMCI 工 具 做 了 更 加 详 尽 的 讨 论 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 5 页
在 未 驱 动 区 间 期 间 的 反 电 动 势 信 号 实 际 上 是 由 于 磁 性 转 子 转 过 定 子 绕 组 而 产 生 的 反 电 动 势 信 号 具 有 三 个 对 无 传 感 器 控 制 来 说 非 常 重 要 的 特 征 这 些 特 征 包 括 : 速 度 上 升 时, 反 电 动 势 信 号 的 电 压 幅 值 也 增 大 速 度 上 升 时, 反 电 动 势 信 号 的 斜 率 变 大 反 电 动 势 信 号 以 0V 电 压 为 中 心 对 称 ( 假 设 驱 动 电 源 轨 为 对 称 的 正 / 负 电 压 ) 第 三 个 特 征 的 细 节 如 图 9 所 示, 它 表 示 A 相 在 非 驱 动 区 间 期 间 的 反 电 动 势 信 号 在 本 例 中, 电 机 由 ±12V 电 压 驱 动 反 电 动 势 信 号 以 0V 为 中 心 对 称 ( 如 果 驱 动 电 源 轨 为 12V 和 0V, 则 信 号 以 6V 为 中 心 对 称 ) 如 果 反 电 动 势 信 号 为 一 条 直 线, 那 么 信 号 将 在 该 区 间 的 一 半 处 ( 也 就 是 该 区 间 的 30 电 角 度 处 ) 通 过 零 线 该 点 称 为 过 零 点 在 过 零 事 件 后 再 经 过 30 电 角 度 进 行 下 一 次 换 相 因 此, 给 出 一 个 可 精 确 识 别 过 零 事 件 的 算 法, 从 而 可 估 算 转 子 位 置, 使 电 机 绕 组 在 正 确 的 时 间 进 行 换 相 理 想 状 态 下, 未 驱 动 区 间 的 反 电 动 势 信 号 是 一 条 直 线 实 际 情 况 下, 反 电 动 势 信 号 耦 合 有 来 自 驱 动 区 间 的 噪 声 使 用 PWM 信 号 来 改 变 电 压, 从 而 改 变 电 机 转 速 由 于 电 机 绕 组 位 置 十 分 接 近, 一 个 绕 组 的 PWM 驱 动 信 号 可 耦 合 到 另 一 个 绕 组 的 反 电 动 势 信 号 上 存 在 耦 合 的 PWM 噪 声 时 很 难 检 测 到 过 零 事 件 例 如, 如 果 单 片 机 需 要 识 别 在 某 一 相 的 未 驱 动 区 间 内 反 电 动 势 信 号 首 次 穿 过 0V 阈 值 的 事 件, 由 于 PWM 噪 声 导 致 信 号 过 早 穿 过 0V 阈 值, 从 而 使 得 单 片 机 不 能 在 该 区 间 的 30 电 角 度 位 置 检 测 到 过 零 事 件 在 图 9 中, 显 而 易 见, 反 电 动 势 信 号 在 30 电 角 度 标 记 已 过 零 两 次 能 否 准 确 地 检 测 到 过 零 事 件 是 实 现 该 无 传 感 器 算 法 的 关 键 图 9: 过 零 电 压 高 驱 动 区 间 低 驱 动 区 间 未 驱 动 区 间 ADC 结 果 (10 位 分 辨 率 ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 过 零 事 件 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 30 60 采 样 数 +12V 0V -12V DS01083A_CN 第 6 页 2007 Microchip Technology Inc.
数 字 滤 波 再 次 重 申, 反 电 动 势 信 号 不 是 一 个 平 滑 的 信 号 从 其 他 相 耦 合 的 PWM 噪 声 使 得 不 能 准 确 检 测 到 该 信 号 的 过 零 事 件 图 10 显 示 了 实 际 的 反 电 动 势 信 号, 理 想 的 反 电 动 势 信 号 标 识 在 它 上 面 通 过 使 用 dspic DSC 来 实 现 数 字 滤 波, 即 可 获 得 与 理 想 信 号 类 似 的 滤 波 反 电 动 势 信 号 这 是 本 应 用 笔 记 所 讨 论 的 算 法 的 前 提 给 出 一 个 滤 波 反 电 动 势 信 号, 则 可 更 准 确 且 方 便 地 检 测 出 实 际 过 零 事 件 (30 电 角 度 标 记 ) 当 检 测 到 一 个 过 零 事 件 时,dsPIC DSC 启 动 一 个 定 时 器 从 设 定 值 开 始 向 下 计 数, 定 时 器 为 0 时 电 机 绕 组 换 相 但 是, 对 信 号 进 行 滤 波 也 存 在 一 个 缺 点 无 论 信 号 滤 波 是 以 数 字 式 完 成 还 是 在 硬 件 中 完 成, 滤 波 信 号 与 实 际 信 号 相 比 总 是 存 在 一 些 相 位 延 迟 图 11 对 相 位 延 迟 进 行 了 说 明 图 10: 实 际 和 理 想 的 反 电 动 势 信 号 过 零 阈 值 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 理 想 的 反 电 动 势 实 际 的 反 电 动 势 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 图 11: 与 理 想 信 号 存 在 相 位 延 迟 过 零 阈 值 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 理 想 的 反 电 动 势 实 际 的 反 电 动 势 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 相 位 延 迟 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 7 页
幸 运 的 是, 使 用 数 字 滤 波 器 时, 给 定 滤 波 器 规 范 以 及 反 电 动 势 信 号 的 频 率 就 可 计 算 出 相 位 延 迟 然 后 将 向 下 计 数 器 的 值 减 去 计 算 出 来 的 相 位 延 迟 针 对 该 算 法,Microchip dspic DSC 数 字 滤 波 器 设 计 幅 频 关 系 曲 线 对 数 幅 频 关 系 曲 线 Digital Filter Design 相 频 关 系 曲 线 该 设 计 工 具 可 自 动 计 算 滤 波 器 群 延 迟 与 频 率 关 系 曲 线 介 绍 dspic 如 何 使 DSC 用 20 khz PWM 冲 激 响 应 与 时 间 关 系 曲 线 阶 跃 响 应 与 时 间 关 系 曲 线 数 字 滤 波 器 设 计 工 具 需 要 输 入 下 列 信 息 : 滤 波 器 类 型 采 样 频 率 带 通 频 率 带 阻 频 率 带 通 纹 波 (db) 带 阻 纹 波 (db) 滤 波 器 阶 数 本 应 用 中 使 用 了 IIR 滤 波 器, 而 不 是 FIR 滤 波 器, 因 为 IIR 滤 波 器 执 行 时 间 相 对 较 短 与 具 有 类 似 响 应 特 征 的 IIR 滤 波 器 相 比, FIR 滤 波 器 需 要 更 高 阶 数 此 外, IIR 滤 波 器 与 有 类 似 响 应 的 FIR 滤 波 器 相 比, 具 有 更 短 的 相 位 延 迟 周 期 该 算 法 中 使 用 的 滤 波 器 参 数 如 表 1 所 示 dspic DSC 数 字 滤 波 器 设 计 工 具 使 用 几 个 图 来 显 示 滤 波 器 的 响 应 这 些 图 包 括 : 本 应 用 笔 记 中 描 述 的 算 法 着 重 强 调 了 群 延 迟 与 频 率 关 系 曲 线, 如 图 12 所 示 图 12: 群 延 迟 曲 线 表 1: 参 数 滤 波 器 类 型 采 样 频 率 带 通 频 率 带 阻 频 率 带 通 纹 波 带 阻 纹 波 滤 波 器 阶 数 滤 波 器 参 数 值 低 通 Butterworth IIR 49152 Hz 4000 Hz 8000 Hz 0.1 db 60 db 5 阶 群 延 迟 曲 线 显 示 了 滤 波 信 号 相 对 于 给 定 电 气 旋 转 频 率 的 实 际 反 电 动 势 信 号 的 延 迟 ( 单 位 为 秒 ) 假 设 电 机 最 大 转 速 为 100,000 电 气 RPM, 则 每 秒 最 大 电 气 旋 转 为 1666 按 照 群 延 迟 曲 线, 在 1666 Hz 处 滤 波 信 号 将 有 约 90 µs 的 相 位 延 迟 在 0 Hz 时, 相 位 延 迟 约 为 87 µs 两 个 延 迟 时 间 的 差 异 可 忽 略, 因 此 在 电 机 的 整 个 速 度 范 围 中 可 将 相 位 延 迟 当 作 一 个 常 量 下 一 部 分 将 介 绍 相 位 延 迟 对 无 传 感 器 BLDC 电 机 控 制 算 法 的 影 响 注 : 实 际 上 在 无 传 感 器 BLDC 算 法 中 使 用 了 两 个 滤 波 器 使 用 两 个 滤 波 器 的 原 因 及 其 规 范 将 在 本 文 档 后 面 给 予 介 绍 指 定 这 些 参 数 后,dsPIC DSC 数 字 滤 波 器 设 计 工 具 即 可 计 算 IIR 滤 波 器 的 系 数, 并 生 成 实 现 滤 波 器 所 必 需 的 源 文 件 和 头 文 件 然 后 将 这 些 文 件 添 加 到 MPLAB IDE 中 的 无 传 感 器 BLDC 电 机 控 制 项 目 中 DS01083A_CN 第 8 页 2007 Microchip Technology Inc.
反 电 动 势 的 特 征 电 机 转 速 的 快 慢 使 得 反 电 动 势 信 号 的 特 征 完 全 不 同 因 此 无 传 感 器 BLDC 控 制 算 法 根 据 电 机 速 度, 可 使 用 两 种 方 式 对 反 电 动 势 进 行 分 析 要 了 解 为 什 么 会 存 在 两 种 实 现 方 法, 首 先 应 该 先 了 解 反 电 动 势 信 号 在 电 机 高 速 和 低 速 运 行 时 的 特 征 低 速 反 电 动 势 特 征 速 度 非 常 低 时, 不 会 产 生 明 显 的 反 电 动 势 某 一 特 定 相 的 非 驱 动 区 间 的 反 电 动 势 信 号 基 本 上 是 平 的 因 此 也 无 法 分 辨 过 零 点 随 着 电 机 转 速 加 快, 反 电 动 势 信 号 开 始 出 现 斜 坡 除 非 反 电 动 势 信 号 具 有 足 够 的 斜 率 以 允 许 准 确 的 确 定 过 零 事 件, 否 则 无 传 感 器 算 法 将 不 起 作 用 所 以, 所 有 无 传 感 器 BLDC 算 法 必 须 具 有 一 个 开 环 起 动 加 速 度, 然 后 无 传 感 器 算 法 才 能 够 起 作 用, 并 对 电 机 绕 组 换 相 在 开 环 起 动 加 速 期 间, 直 到 反 电 动 势 信 号 开 始 呈 现 梯 形 形 状 时 电 机 才 开 始 明 确 换 相, 如 图 8 所 示 电 机 低 速 运 行 时 的 反 电 动 势 信 号 如 图 13 所 示 在 低 速 时, 由 于 反 电 动 势 信 号 的 斜 率 较 小, 使 得 很 有 可 能 在 非 驱 动 区 间 中 心 的 某 点 检 测 到 过 零 事 件 反 电 动 势 信 号 上 的 所 有 噪 声, 甚 至 是 滤 波 信 号, 都 可 导 致 过 早 地 检 测 到 过 零 事 件 对 无 传 感 器 算 法 来 说, 对 所 有 三 个 反 电 动 势 信 号 进 行 采 样 和 分 析 非 常 重 要 通 过 在 电 机 的 所 有 三 相 中 查 找 过 零 事 件, 算 法 可 在 下 一 区 间 纠 正 由 过 早 检 测 到 过 零 事 件 而 导 致 过 早 换 相 图 13 显 示 了 理 想 滤 波 信 号 的 相 位 延 迟 在 低 速 时, 相 位 延 迟 相 对 于 区 间 长 度 来 说 非 常 的 小 注 意, 滤 波 反 电 动 势 信 号 上 的 过 零 事 件 在 下 一 次 换 相 之 前 发 生 这 点 非 常 重 要, 因 为 低 速 时, 一 旦 算 法 确 定 发 生 了 过 零 事 件, 就 将 开 始 准 备 进 行 下 一 次 换 相 图 13: 电 机 低 速 运 行 时 的 反 电 动 势 非 驱 动 区 间 检 测 到 过 零 点 过 零 阈 值 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 实 际 的 过 零 点 30 相 位 延 迟 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 9 页
高 速 反 电 动 势 特 征 当 电 机 高 速 运 行 时, 反 电 动 势 具 有 不 同 的 特 征, 如 图 14 所 示 一 个 明 显 的 区 别 为 在 区 间 开 始 处 反 电 动 势 信 号 具 有 较 大 的 电 压 尖 峰 该 电 压 尖 峰 由 感 应 冲 击 所 导 致 高 速 时, 电 机 绕 组 可 存 储 更 多 的 能 量 当 电 机 的 某 一 相 从 被 驱 动 变 为 三 态 时, 绕 组 中 的 能 量 将 流 向 某 处, 因 此 会 出 现 大 电 压 尖 峰 在 高 速 时, 反 电 动 势 信 号 斜 率 更 大 因 此 可 更 容 易 地 检 测 到 过 零 事 件 随 着 电 机 速 度 的 增 加, 每 区 间 所 消 耗 的 时 间 变 短 这 具 有 两 个 影 响 : 因 为 电 气 旋 转 频 率 变 高, 滤 波 器 的 相 位 延 迟 相 比 区 间 宽 度 来 说 变 得 更 长 因 此, 将 在 下 一 次 换 相 之 后 检 测 到 滤 波 信 号 的 过 零 事 件 若 在 电 机 的 整 个 速 度 范 围 内, 使 用 同 一 个 恒 定 的 采 样 频 率, 则 在 电 机 高 速 运 行 时, 每 区 间 ADC 所 能 采 样 到 的 BEMF 数 也 将 减 少 也 就 是 说, 与 区 间 长 度 有 关, 随 着 电 机 速 度 变 快, 检 测 到 过 零 事 件 的 率 将 降 低 图 14: 反 电 动 势 和 电 机 高 速 运 行 未 驱 动 区 间 450 400 检 测 到 的 过 零 点 350 300 0V 250 200 150 100 实 际 过 零 点 50 0 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 感 应 冲 击 造 成 的 磁 场 崩 溃 导 致 大 电 压 尖 峰 特 征 : 换 相 后 的 立 即 失 真 滤 波 器 相 位 延 迟 明 显 每 个 区 间 的 采 样 数 大 大 减 少 DS01083A_CN 第 10 页 2007 Microchip Technology Inc.
无 传 感 器 实 现 根 据 反 电 动 势 在 电 机 低 速 和 高 速 运 行 时 的 特 征, 有 两 种 实 现 方 法 可 优 化 无 传 感 器 算 法 的 低 速 和 高 速 性 能 从 低 速 到 高 速 实 现 方 法 的 转 换 为 无 缝 转 换 ( 反 之 亦 然 ), 且 具 有 内 置 的 磁 滞 区 默 认 情 况 下 认 为 电 机 转 速 增 加 时, 从 低 速 到 高 速 实 现 方 法 的 转 换 发 生 在 电 机 转 速 达 到 每 秒 300 次 电 气 旋 转 时 ; 电 机 转 速 减 小 时, 从 高 速 到 低 速 的 转 换 发 生 在 电 机 转 速 为 每 秒 200 次 电 气 旋 转 时 用 户 可 设 置 转 换 速 度 ( 见 调 节 过 程 部 分 以 获 得 更 多 详 细 信 息 ) 低 速 实 现 方 案 在 该 算 法 的 低 速 实 现 方 案 中,dsPIC30F ADC 模 块 对 电 机 的 所 有 三 个 相 进 行 采 样 得 到 三 个 采 样 结 果 之 后, 将 产 生 一 个 ADC 中 断 然 后 这 些 采 样 被 送 至 三 个 相 同 的 IIR 滤 波 器, 每 相 一 个, 以 产 生 三 个 滤 波 采 样 每 相 的 采 样 频 率 为 49,152 Hz, 比 PWM 频 率 (20 khz) 快 两 倍 多 在 所 有 区 间 ( 无 论 驱 动 与 否 ) 都 要 对 每 相 进 行 采 样 由 于 采 样 频 率 大 于 PWM 频 率 的 两 倍, 如 果 采 用 PWM 信 号 对 相 通 电, 则 滤 波 信 号 反 映 在 各 区 间 期 间 施 加 到 电 机 绕 组 上 的 平 均 电 势 这 有 助 于 创 建 一 个 类 似 梯 形 的 滤 波 信 号 注 : 从 技 术 上 来 讲, 反 电 动 势 仅 指 电 机 引 线 上 的 电 势, 该 电 势 是 电 机 作 为 发 电 机 时 产 生 的 也 就 是 说, 当 PWM 信 号 施 加 到 电 机 上 时, 产 生 的 不 是 反 电 动 势 然 而, 为 简 单 起 见, 本 文 档 将 每 相 的 连 续 采 样 描 述 为 采 样 反 电 动 势 信 号 图 15 显 示 了 对 两 相 进 行 采 样 得 到 的 反 电 动 势 信 号 此 外, 还 在 图 中 标 注 了 各 自 的 理 想 滤 波 信 号 ( 带 相 位 延 迟 ) 通 过 比 较 滤 波 信 号 和 过 零 阈 值 来 确 定 过 零 事 件 算 法 目 前 正 在 分 析 的 相, 以 及 反 电 动 势 信 号 是 在 上 升 还 是 下 降, 都 由 电 机 目 前 所 处 的 区 间 来 决 定 图 15: 低 速 实 现 500 400 检 测 到 的 过 零 点 A 相 300 200 0V 100 0 实 际 过 零 点 带 相 位 延 迟 的 理 想 反 电 动 势 信 号 500 400 Timer1 B 相 300 200 0V 100 0 Timer3 Timer3 超 时 时 电 机 换 相 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 11 页
dspic30f 数 字 信 号 控 制 器 有 五 个 片 上 16 位 定 时 器 Timer1 用 于 测 量 从 一 个 过 零 事 件 到 下 一 个 过 零 事 件 所 消 耗 的 时 间 该 时 间 相 当 于 一 个 60 电 角 度 假 设 在 检 测 过 零 事 件 时 没 有 相 位 延 迟, 则 下 一 次 换 相 将 在 经 过 30 电 角 度 时 发 生 将 Timer1 捕 获 到 的 值 除 以 2, 得 到 经 过 30 电 角 度 所 需 的 时 间 理 论 上, 该 值 可 被 装 入 Timer1 周 期 寄 存 器, 以 用 于 另 一 个 称 为 换 相 定 时 器 的 定 时 器 当 产 生 换 相 定 时 器 中 断 时, 将 电 机 绕 组 换 相 到 下 一 状 态 必 须 从 30 电 角 度 的 时 间 中 减 去 几 种 延 迟 第 一 个 是 数 字 滤 波 器 的 相 位 延 迟 使 用 dspic DSC 滤 波 器 设 计 工 具, 该 延 迟 约 为 90 µs 另 一 个 延 迟 是 处 理 ADC 中 断 所 需 的 时 间 ADC 中 断 服 务 程 序 (Interrupt Service Routine, ISR) 先 执 行 三 个 IIR 滤 波 器, 然 后 才 能 确 定 是 否 发 生 了 过 零 事 件 该 过 程 约 需 要 1.7 µs 必 须 从 30 电 角 度 的 时 间 中 减 去 每 个 延 迟, 然 后 才 能 将 其 装 入 换 相 定 时 器 周 期 寄 存 器 Timer3 用 作 换 相 定 时 器 当 发 生 过 零 事 件 时, 将 由 公 式 2 指 定 的 值 装 入 Timer3 周 期 寄 存 器 公 式 2: 针 对 低 速 实 现 方 案 的 TIMER3 周 期 PR3 = T 30 DFILT DPROC DPA 其 中 : PR3 = Timer3 周 期 寄 存 器 的 值 T 30 = 计 算 得 到 的 转 过 30 电 角 度 的 值 DFILT = 低 速 滤 波 器 相 位 延 迟 DPROC = 低 速 ADC 中 断 处 理 延 迟 DPA = 相 位 超 前 ( 见 相 位 超 前 部 分 以 获 得 更 多 详 细 信 息 ) 随 后 启 动 Timer3 并 允 许 Timer3 中 断 Timer3 中 断 发 生 时, 电 机 绕 组 换 相 到 下 一 状 态 图 16 所 示 为 低 速 实 现 方 案 的 结 果 图 16: 低 速 实 现 方 案 的 结 果 未 滤 波 的 反 电 动 势 ( 低 速 ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 数 字 滤 波 后 的 反 电 动 势 ( 低 速 ) 350 300 250 200 150 100 50 0 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 DS01083A_CN 第 12 页 2007 Microchip Technology Inc.
总 的 来 说, 低 速 实 现 方 案 的 工 作 原 理 如 下 : 1. 电 机 的 所 有 三 相 都 是 由 ADC 模 块 以 49,152 sps 采 样 速 率 采 样 得 到 的 2. 所 有 三 相 的 采 样 信 号 都 经 过 滤 波 3. 根 据 电 机 当 前 状 态, 对 相 应 相 滤 波 后 的 采 样 信 号 进 行 分 析 以 查 看 是 否 发 生 了 过 零 事 件 4. 当 检 测 到 过 零 事 件 时, 保 存 Timer1 的 值, 然 后 将 Timer1 复 位 5. 将 所 保 存 的 Timer1 值 ( 与 经 过 60 电 角 度 的 时 间 相 同 ) 除 以 2, 再 减 去 IIR 滤 波 器 相 位 延 迟 处 理 延 迟 以 及 相 位 超 前, 得 到 的 结 果 表 示 到 下 一 次 换 相 的 时 间 6. 将 该 结 果 装 入 Timer3 周 期 定 时 器, 随 后 启 动 Timer3, 并 允 许 Timer3 中 断 7. 当 发 生 Timer3 中 断 时,Timer3 停 止 计 数 并 复 位, 且 禁 止 Timer3 中 断 电 机 绕 组 换 相 到 下 一 状 态 图 17 所 示 为 无 传 感 器 BLDC 算 法 的 低 速 实 现 方 案 的 流 程 图 图 17: 退 出 ADC ISR 否 低 速 实 现 方 案 的 流 程 图 采 样 反 电 动 势 ADC 中 断 滤 波 采 样 检 测 到 过 零 事 件? 是 计 算 到 区 间 更 改 所 经 过 的 时 间 装 载 Timer3 启 动 Timer3 Timer3 中 断 执 行 区 间 更 改 停 止 Timer3 退 出 Timer3 ISR 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 13 页
高 速 实 现 方 案 图 18 中 所 示 为 该 算 法 的 高 速 实 现 方 案 在 此 实 现 方 案 中, 仅 采 样 和 滤 波 一 相 的 信 号 采 样 频 率 增 加 到 81,940 sps 低 速 实 现 使 得 电 机 转 速 低 于 约 40,000 电 气 RPM( 假 设 没 有 相 位 超 前 ) 随 着 速 度 加 快, 滤 波 器 和 处 理 延 迟 将 大 于 转 过 30 电 角 度 所 需 要 的 时 间 运 行 速 度 过 快 可 导 致 在 电 机 绕 组 应 该 被 换 相 的 时 刻 之 后 才 检 测 到 过 零 事 件 在 低 速 实 现 方 案 中, 由 于 电 机 低 速 运 行 时 反 电 动 势 的 斜 率 较 小 而 要 采 样 所 有 三 相 反 电 动 势 信 号 的 斜 率 较 小 会 使 过 早 检 测 到 过 零 事 件 的 可 能 性 升 高 如 果 检 测 到 每 一 次 过 零 事 件, 将 最 大 限 度 地 减 小 无 传 感 器 算 法 失 效 的 可 能 性 在 电 机 高 速 运 行 时, 由 于 反 电 动 势 信 号 斜 率 加 大, 对 过 零 事 件 的 检 测 就 更 加 准 确 因 此 就 没 有 必 要 对 所 有 三 相 都 进 行 采 样 此 外, 仅 采 样 电 机 的 一 相 可 释 放 带 宽 以 更 加 快 速 地 对 该 相 进 行 采 样 这 可 增 加 过 零 事 件 检 测 的 准 确 性 图 18: A 相 高 速 实 现 方 案 450 400 350 300 250 200 150 100 Timer3 Timer1 在 此 换 相 50 0 90 过 零 阈 值 450 400 350 300 250 B 相 200 150 100 50 0 在 图 18 中, 滤 波 信 号 的 过 零 点 比 实 际 过 零 点 滞 后 超 过 30 高 速 实 现 方 案 在 下 一 区 间 换 相, 而 不 是 在 实 际 过 零 事 件 之 后 立 即 对 电 机 绕 组 进 行 换 相 也 就 是 说, 算 法 超 前 90 电 角 度, 而 不 是 30 电 角 度 Timer1 测 量 一 相 上 的 两 个 过 零 事 件 之 间 所 消 耗 的 时 间 该 时 间 相 当 于 一 个 180 电 角 度 然 后 对 Timer3 进 行 设 置, 除 由 经 过 90 电 角 度 的 时 间 减 去 适 当 的 延 迟 得 到 的 时 间 来 装 载 Timer3 周 期 寄 存 器 外, 与 低 速 实 现 方 案 一 样 公 式 3 显 示 该 关 系 公 式 3: 针 对 高 速 实 现 方 案 的 TIMER3 周 期 PR3 = T 90 DFILT DPROC DPA 其 中 : PR3 = Timer3 周 期 寄 存 器 的 值 T 90 = 计 算 得 到 的 经 过 90 电 角 度 的 值 DFILT = 高 速 滤 波 器 相 位 延 迟 DPROC = 高 速 处 理 延 迟 DPA = 相 位 超 前 延 迟 ( 见 相 位 超 前 部 分 以 获 得 更 多 详 细 信 息 ) DS01083A_CN 第 14 页 2007 Microchip Technology Inc.
Timer3 中 断 发 生 时, 电 机 绕 组 换 相 到 相 应 区 间 Timer3 中 断 仅 在 每 三 区 间 对 电 机 进 行 换 相 其 他 区 间 由 Timer2 进 行 换 相 检 测 到 过 零 事 件 后, 将 相 当 于 经 过 60 电 角 度 的 时 间 值 装 入 Timer2 周 期 寄 存 器 Timer2 在 后 台 递 增 运 行, 将 电 机 绕 组 换 相 到 下 一 区 间 如 果 Timer2 在 后 台 独 立 运 行, 那 么 如 何 将 它 应 用 到 实 际 过 零 事 件 呢? 答 案 是 Timer3 中 断 始 终 强 制 每 三 区 间 将 电 机 换 相 到 特 定 区 间 状 态 当 Timer3 中 断 事 件 发 生 时,Timer3 清 零 并 停 止 计 数 此 外,Timer2 也 在 Timer3 中 断 期 间 被 复 位 因 此,Timer3 与 Timer2 在 区 间 边 界 同 步 图 19 显 示 了 上 述 过 程 前 面 已 经 讨 论 过, 当 电 机 高 速 旋 转 时, 反 电 动 势 信 号 中 会 出 现 感 应 冲 击 反 电 动 势 信 号 中 的 这 种 干 扰 太 大 很 难 被 滤 掉 因 此 应 在 滤 波 前, 首 先 将 其 移 除, 否 则 它 将 导 致 过 零 检 测 错 误 要 解 决 此 问 题, 无 传 感 器 算 法 具 有 一 个 称 为 Blanking Count 的 可 配 置 参 数 Blanking Count 指 的 是 ADC 采 样 数, 算 法 应 在 每 区 间 开 始 时 忽 略 该 值 ( 见 图 20) 图 19: 高 速 模 式 下 的 定 时 器 工 作 Timer1 Timer3 180 90 Timer2 Timer2 : 在 后 台 运 行, 每 经 过 60 电 角 度 对 电 机 换 相 一 次 Timer3 : 根 据 过 零 位 置 (Timer2 为 零 ) 每 三 次 换 相 强 制 电 机 进 入 特 定 的 状 态 来 确 保 算 法 精 准 60 图 20: BLANKING COUNT Blanking Count 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 Blanking Count 是 受 感 应 冲 击 影 响 的 ADC 采 样 数 在 这 期 间 最 后 一 次 滤 波 采 样 被 取 代 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 15 页
实 际 上, 算 法 在 消 隐 (Blanking) 期 间 并 未 忽 略 反 电 动 势 信 号 相 反, 在 每 区 间 开 始, 送 入 数 字 滤 波 器 的 是 最 后 滤 波 的 采 样, 而 不 是 blanking count 期 间 的 实 际 反 电 动 势 采 样 图 21 中 所 示 为 高 速 实 现 方 案 的 结 果 图 21: 高 速 实 现 方 案 的 结 果 未 滤 波 的 反 电 动 势 ( 高 速 ) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 450 数 字 滤 波 后 的 反 电 动 势 ( 高 速 ) 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 DS01083A_CN 第 16 页 2007 Microchip Technology Inc.
总 的 来 说, 高 速 算 法 的 工 作 原 理 如 下 : 1. 使 用 ADC 模 块 在 81,940 sps 采 样 速 率 下 对 电 机 的 某 一 相 进 行 采 样 2. 对 采 样 进 行 滤 波 注 : 在 高 速 实 现 中 使 用 的 数 字 滤 波 器 与 数 字 滤 波 部 分 中 描 述 的 滤 波 器 相 同, 但 采 样 频 率 不 同 采 样 频 率 为 81,940 Hz 而 不 是 49,152 Hz 3. 当 检 测 到 过 零 事 件 时, 保 存 Timer1 的 值, 然 后 将 Timer1 复 位 4. 将 Timer1 的 值 ( 与 转 过 180 电 角 度 的 时 间 相 同 ) 除 以 2, 再 减 去 IIR 滤 波 器 相 位 延 迟 处 理 延 迟 以 及 相 位 超 前 延 迟, 得 到 的 结 果 表 示 到 下 一 次 换 相 发 生 ( 在 实 际 过 零 事 件 发 生 后 又 转 过 90 电 角 度 ) 的 时 间 5. 将 结 果 装 入 Timer3 周 期 定 时 器, 随 后 启 动 Timer3, 并 允 许 Timer3 中 断 6. Timer2 周 期 寄 存 器 装 入 用 于 计 时 60 电 角 度 的 时 间 的 数 值 7. Timer2 在 后 台 继 续 运 行 Timer2 中 断 发 生 时, 电 机 绕 组 换 相 到 下 一 区 间 8. 当 发 生 Timer3 中 断 时, Timer3 停 止 并 复 位, 这 时 禁 止 Timer3 中 断 电 机 绕 组 换 相 到 预 先 确 定 的 区 间 9. Timer2 也 复 位 这 可 确 保 Timer2 恢 复 到 与 实 际 过 零 事 件 同 步 图 22 所 示 为 无 传 感 器 BLDC 算 法 高 速 实 现 方 案 的 流 程 图 图 22: 退 出 ADC ISR 否 高 速 实 现 方 案 的 流 程 图 ADC 中 断 滤 波 一 个 采 样 检 测 到 过 零 事 件? 是 计 算 60 时 间 计 算 90 时 间 减 去 延 迟 后 的 值 装 载 Timer2 和 Timer3 Timer3 中 断 执 行 区 间 更 改 启 动 Timer3 复 位 Timer2 停 止 Timer3 退 出 Timer3 ISR Timer2 中 断 执 行 区 间 更 改 退 出 Timer2 ISR 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 17 页
相 位 超 前 相 位 超 前 可 使 电 机 在 高 于 其 额 定 转 速 的 条 件 下 运 行 当 发 生 相 位 超 前 时, 电 机 绕 组 在 每 一 区 间 都 提 前 换 相 相 位 超 前 以 电 角 度 来 表 示 该 算 法 可 实 现 最 大 30 电 角 度 的 相 位 超 前 图 23 说 明 了 相 位 超 前 图 23: 相 位 超 前 相 位 超 前 理 想 状 态 下,ADC 通 道 将 对 母 线 电 压 进 行 采 样, 将 其 结 果 除 以 2 ( 驱 动 电 压 的 两 轨 分 别 为 零 和 正 电 压 ) 以 确 定 过 零 电 压 阈 值 该 阈 值 与 滤 波 后 的 反 电 动 势 采 样 信 号 进 行 比 较 来 确 定 是 否 发 生 了 过 零 事 件 如 果 滤 波 信 号 在 过 零 阈 值 处 不 对 称, 则 不 能 准 确 确 定 过 零 事 件 图 25 显 示 了 上 述 条 件 下 将 发 生 的 情 况 图 25: 滤 波 后 的 反 电 动 势 信 号 在 过 零 阈 值 处 不 对 称 理 想 滤 波 信 号 在 此 换 相 而 不 是 这 里 使 用 相 位 超 前 来 提 高 电 机 速 度 的 方 法 代 价 昂 贵 电 机 比 以 额 定 条 件 运 行 时 要 消 耗 更 多 的 电 流, 这 可 使 电 机 过 热, 从 而 缩 短 电 机 寿 命 注 : 过 零 电 压 补 偿 理 想 情 况 下, 过 零 电 压 阈 值 位 于 驱 动 BLDC 电 机 的 电 压 满 幅 值 的 中 心 点 如 果 驱 动 电 压 为 ± 12V, 那 么 过 零 电 压 阈 值 为 0V 如 果 驱 动 电 压 的 范 围 为 0-12V, 那 么 理 想 的 过 零 电 压 阈 值 为 6V 图 24 显 示 了 用 来 提 前 调 节 要 施 加 到 dspic DSC 上 ADC 通 道 的 反 电 动 势 电 压 的 电 路 将 电 压 调 节 到 dspic DSC 的 模 拟 输 入 电 压 范 围 之 内 图 24: 电 机 绕 组 请 参 考 前 面 章 节 中 的 公 式 2 和 公 式 3, 以 查 看 相 位 超 前 对 低 速 和 高 速 实 现 方 案 的 影 响 反 电 动 势 反 馈 电 路 22 kω 300Ω 47 nf 2.4 kω AN0 过 零 阈 值 有 两 个 滤 波 器 源 用 于 滤 波 反 电 动 势 信 号 : 反 馈 电 路 中 的 RC 滤 波 器 ( 见 图 24) 用 于 滤 除 高 频 瞬 态 干 扰 数 字 低 通 滤 波 器 低 通 滤 波 时, 信 号 并 不 总 是 围 绕 过 零 电 压 对 称 随 着 电 机 速 度 增 加, 反 电 动 势 信 号 的 实 际 过 零 点 相 对 于 过 零 电 压 阈 值 略 有 上 升 要 进 行 补 偿, 反 电 动 势 滤 波 采 样 与 过 零 阈 值 进 行 比 较 软 件 累 加 器 记 录 大 于 过 零 阈 值 和 小 于 过 零 阈 值 的 采 样 数 的 差 值 如 果 大 于 和 小 于 阈 值 的 采 样 数 不 等, 那 么 随 着 时 间 推 移 累 加 器 的 值 将 变 成 一 个 非 常 大 的 符 号 数 累 加 器 的 高 位 加 在 一 起 以 作 为 相 对 于 过 零 阈 值 的 偏 移 量 这 可 确 保 反 电 动 势 信 号 始 终 关 于 过 零 阈 值 对 称 注 : 在 源 代 码 中, 过 零 阈 值 存 储 在 变 量 signal_average 中 可 在 CheckZero- Crossing() 函 数 (motor_isr.c) 中 对 signal_average 进 行 计 算 DS01083A_CN 第 18 页 2007 Microchip Technology Inc.
速 度 控 制 您 可 选 择 启 用 一 个 PID 速 度 控 制 环 速 度 控 制 环 可 通 过 数 据 监 控 工 具 来 使 能 调 节 过 程 部 分 将 给 出 使 能 和 调 节 PID 速 度 控 制 环 的 详 细 信 息 注 : PID 速 度 控 制 环 由 MediumEvent() 函 数 调 用 在 主 程 序 循 环 中 每 1 ms 调 用 一 次 MediumEvent() 实 现 算 法 要 运 行 本 应 用 笔 记 中 所 描 述 的 算 法, 您 必 须 : 设 置 硬 件 设 置 开 发 工 具 并 在 MPLAB IDE 中 载 入 项 目 工 作 区 使 用 数 据 监 控 (DMCI) 工 具 来 调 节 电 机 硬 件 设 置 本 算 法 中 所 使 用 的 PID 函 数 为 由 Microchip C30 C 编 译 器 提 供 的 DSP 库 的 一 部 分 16 位 语 言 工 具 函 数 库 (DS51456D_CN) 中 给 出 了 本 应 用 笔 记 中 所 使 用 的 PID 函 数 的 详 细 信 息 无 传 感 器 BLDC 算 法 是 针 对 以 下 两 个 硬 件 平 台 开 发 的 : PICDEM 低 电 压 电 机 控 制 (MC LV) 开 发 板 (DM183021) dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 (DM300020), 与 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 块 (DM300022) 相 结 合 这 些 开 发 板 及 其 相 关 文 档 可 从 Microchip 网 站 (www.microchip.com) 上 下 载 PICDEM MC LV 开 发 板 该 开 发 板 上 提 供 了 电 机 接 线 三 相 电 压 源 逆 变 器 桥 传 动 装 置 输 入 过 流 保 护 温 度 传 感 器 按 钮 式 开 关 9 个 LED 电 机 电 流 和 反 电 动 势 检 测 的 测 试 点 速 度 控 制 电 位 器 以 及 一 个 RS-232 端 口 该 板 必 须 如 表 2 所 示 进 行 配 置 电 机 必 须 如 表 3 所 示 进 行 连 接 表 2: 表 3: 跳 线 PICDEM MC LV 开 发 板 的 跳 线 设 置 J7 短 路 引 脚 2 和 3 J8 开 路 J10 短 路 J11 短 路 引 脚 2 和 3 J12 开 路 J13 短 路 引 脚 2 和 3 J14 开 路 J16 短 路 J17 短 路 J19 开 路 J15 开 路 J9 上 的 标 号 注 设 置 到 PICDEM MC LV 开 发 板 的 电 机 连 接 连 接 M1 A 相 M2 B 相 M3 C 相 G 接 地 线 ( 如 果 适 用 ) + (1) 12-36V - (1) 接 地 1: 仅 当 未 使 用 J20 连 接 器 时, 才 可 将 开 发 板 / 电 机 电 源 和 地 连 接 到 J9 请 参 见 PICDEM MC LV Development Board User s Guide (DS51554A) 以 获 得 更 多 信 息 该 无 传 感 器 BLDC 电 机 控 制 算 法 设 计 为 在 30 MIPS 下 运 行 为 达 到 30 MIPS, PICDEM MC LV 板 上 的 5 MHz 晶 振 必 须 由 7.37 MHz 晶 振 来 取 代, 这 样 就 可 使 算 法 在 29.49 MIPS 下 运 行 注 : 限 制 性 测 试 将 显 示 算 法 在 默 认 5 MHz 晶 振 (20 MIPS) 下 运 行 的 情 况 使 用 5 MHz 晶 振 运 行 代 码 需 要 用 户 将 Fcy 的 定 义 从 29490000 改 为 20000000 ( 在 general.h 中 ) 按 表 2 和 表 3 来 配 置 该 板 与 dspic30f3010 器 件 连 接, 以 使 器 件 上 的 引 脚 功 能 如 表 4 所 示 该 表 仅 显 示 了 该 算 法 要 用 到 的 引 脚 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 19 页
表 4: dspic30f3010 引 脚 功 能 引 脚 名 称 功 能 1 MCLR 器 件 通 过 S1 复 位 2 AN0 母 线 电 压 检 测 3 AN1 电 机 电 流 检 测 4 AN2 电 位 器 (R14) 输 入 5 AN3 相 1 反 电 动 势 检 测 6 AN4 相 2 反 电 动 势 检 测 7 AN5 相 3 反 电 动 势 检 测 8 VSS 接 地 9 OSC1 晶 振 输 入 10 OSC2 晶 振 输 入 11 RC13 开 关 (S3) 输 入 12 RC14 开 关 (S2) 输 入 13 VDD +5V 14 EMUD2 在 线 调 试 器 数 据 引 脚 15 EMUC2 在 线 调 试 器 时 钟 引 脚 16 FLTA 过 电 流 故 障 输 入 ( 由 R60 设 置 的 电 流 跳 闸 值 ) 17 PGD 在 线 串 行 编 程 数 据 引 脚 18 PGC 在 线 串 行 编 程 时 钟 引 脚 19 VSS 接 地 20 VDD +5V 21 PWM3H 驱 动 相 3 上 高 端 MOSFET (Q5) 22 PWM3L 驱 动 相 3 上 低 端 MOSFET (Q6) 23 PWM2H 驱 动 相 2 上 高 端 MOSFET (Q3) 24 PWM2L 驱 动 相 2 上 低 端 MOSFET (Q4) 25 PWM1H 驱 动 相 1 上 高 端 MOSFET (Q1) 26 PWM1L 驱 动 相 1 上 低 端 MOSFET (Q2) 27 AVSS 接 地 28 AVDD +5V PICDEM MC LV Development Board User s Guide (DS51554A) 提 供 了 如 何 对 需 要 大 于 36V 的 电 机 使 用 该 板 的 详 细 信 息 如 果 要 在 额 定 电 压 小 于 24V 的 电 机 上 运 行 BLDC 电 机 控 制 算 法, 则 需 要 对 此 开 发 板 进 行 修 改, 特 别 是 电 阻 反 馈 网 络 该 用 户 指 南 还 给 出 了 此 修 改 的 详 细 信 息 PICDEM MC LV 板 上 的 触 点 开 关 提 供 了 一 些 功 能, 如 表 5 所 示 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 和 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 块 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 包 括 dspic30f6010a 各 种 外 设 接 口 以 及 用 户 定 制 的 接 口 接 头 系 统, 从 而 可 以 将 不 同 的 电 机 功 率 模 块 连 接 到 PCB 该 开 发 板 还 包 括 用 于 连 接 诸 如 增 量 旋 转 编 码 器 和 霍 尔 效 应 传 感 器 等 机 械 位 置 传 感 器 的 连 接 器, 以 及 用 于 定 制 电 路 的 实 验 布 线 区 由 标 准 接 插 式 变 压 器 为 主 控 制 板 供 电 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 块 经 过 优 化, 可 适 用 于 一 些 要 求 直 流 母 线 电 压 小 于 50V 输 出 功 率 达 到 400W 的 三 相 电 机 应 用 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 必 须 如 表 6 所 示 对 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 进 行 跳 线 设 置 表 6: dspicdem MC1 跳 线 设 置 跳 线 设 置 LK1 开 路 LK2 开 路 LK3 开 路 LK4 短 路 引 脚 2 和 3 LK5 短 路 引 脚 2 和 3 LK6 开 路 LK7 开 路 LK8 开 路 LK9 开 路 此 外, 可 将 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 进 行 如 下 配 置 : 1. 将 开 关 S2 设 定 在 ICD 位 置 2. 将 R37 和 R40 短 路 如 果 电 路 中 存 在 这 两 个 电 阻, 那 么 MPLAB ICD 2 不 可 用 于 dspic30f6010a 的 调 试 模 式 3. 确 保 DSC 是 dspic30f6010a 4. 在 接 地 点 和 实 验 布 线 区 的 AN12 AN13 和 AN14 连 接 之 间 添 加 3 个 4 nf 电 容, 可 将 反 电 动 势 反 馈 线 路 上 的 高 频 瞬 态 噪 声 滤 除 在 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 上 运 行 的 无 传 感 器 算 法 也 允 许 电 机 以 带 传 感 器 模 式 运 行 如 果 需 要 该 功 能, 可 如 表 7 所 示 连 接 霍 尔 效 应 传 感 器 表 5: 开 关 功 能 按 钮 功 能 S1 S2 S3 器 件 复 位 开 始 起 动 加 速 全 部 停 止 DS01083A_CN 第 20 页 2007 Microchip Technology Inc.
表 7: 霍 尔 效 应 传 感 器 连 接 ( 可 选 ) J3 上 的 标 号 连 接 +5 霍 尔 效 应 电 源 G 霍 尔 效 应 传 感 器 地 A R 相 位 置 霍 尔 传 感 器 B Y 相 位 置 霍 尔 传 感 器 C B 相 位 置 霍 尔 传 感 器 将 dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 进 行 如 上 配 置, 并 按 照 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 板 部 分 对 低 压 功 率 模 块 进 行 配 置 后, dspic30f6010a 的 引 脚 将 实 现 表 8 中 所 描 述 的 功 能 表 8: dspic30f6010a 引 脚 功 能 引 脚 名 称 功 能 6 RG6 开 关 (S4) 输 入 7 RG7 开 关 (S5) 输 入 8 RG8 开 关 (S6) 输 入 9 MCLR 器 件 通 过 S1 复 位 10 RG9 开 关 (S7) 输 入 11 VSS 接 地 12 VDD +5V 13 FLTA 支 路 过 流 / 过 压 / 霍 尔 ( 过 流 ) /LV 功 率 模 块 的 制 动 斩 波 故 障 输 入 14 RE9 复 位 功 率 模 块 故 障 19 PGC/EMUC 在 线 串 行 编 程 / 调 试 时 钟 引 脚 20 PGD/EMUD 在 线 串 行 编 程 / 调 试 数 据 引 脚 22 AN7 电 位 器 (VR2) 输 入 23 RA9 LED (D6) 控 制 24 RA10 LED (D7) 控 制 25 AVDD +5V 26 AVSS 接 地 27 AN8 母 线 电 流 检 测 30 AN11 母 线 电 压 检 测 31 VSS 接 地 32 VDD +5V 33 AN12 相 1 (R) 反 电 动 势 检 测 表 8: dspic30f6010a 引 脚 功 能 ( 续 ) 引 脚 名 称 功 能 55 RD9 相 2 (Y) 位 置 霍 尔 效 应 传 感 器 56 RD10 相 3 (B) 位 置 霍 尔 效 应 传 感 器 69 RD7 LED (D5) 控 制 70 VSS 接 地 71 VDD +5V 76 PWM1L 驱 动 相 1 (R) 上 低 端 MOSFET (Q4) 77 PWM1H 驱 动 相 1 (R) 上 高 端 MOSFET (Q3) 78 PWM2L 驱 动 相 2 (Y) 上 低 端 MOSFET (Q6) 79 PWM2H 驱 动 相 2 (Y) 上 高 端 MOSFET (Q5) 80 PWM3L 驱 动 相 3 (B) 上 低 端 MOSFET (Q8) 1 PWM3H 驱 动 相 3 (B) 上 高 端 MOSFET (Q7) dspicdem MC1 板 上 的 触 点 开 关 提 供 了 以 下 功 能 : 表 9: 按 钮 S1 S3 S4 S5 S6 S7 开 关 功 能 器 件 复 位 模 拟 故 障 霍 尔 模 式 开 始 起 动 加 速 无 传 感 器 模 式 全 部 停 止 功 能 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 板 必 须 为 无 传 感 器 算 法 配 置 低 压 功 率 模 块, 这 需 要 卸 下 功 率 模 块 上 的 金 属 盖 子 警 告 卸 下 金 属 外 壳 的 顶 盖 可 能 会 导 致 电 击 模 块 断 电 后 至 少 等 待 5 分 钟 后 才 能 触 摸 壳 内 的 PCB 卸 下 金 属 外 壳 的 顶 盖 时, 请 阅 读 dspicdem MC1L 3-Phase Low-Voltage Power Module User's Guide (DS70097A) 中 的 所 有 警 告 卸 下 低 压 功 率 模 块 的 盖 子 后, 将 51 Ω 电 阻 跨 接 到 表 10 所 示 的 连 线 上 34 AN13 相 2 (Y) 反 电 动 势 检 测 35 AN14 相 3 (B) 反 电 动 势 检 测 48 VDD +5V 49 OSC1 晶 振 输 入 50 OSC2 晶 振 输 入 51 VSS 接 地 52 RA14 LED (D8) 控 制 53 RA15 LED (D9) 控 制 54 RD8 相 1 (R) 位 置 霍 尔 效 应 传 感 器 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 21 页
表 10: 连 线 LK22 LK24 LK25 LK26 LK30 要 接 51 Ω 电 阻 的 连 线 连 接 母 线 电 流 检 测 相 3 (B) 反 电 动 势 检 测 相 2 (Y) 反 电 动 势 检 测 相 1 (R) 反 电 动 势 检 测 母 线 电 压 检 测 开 发 板 设 置 通 过 MPLAB ICD 2 调 试 器 将 PC 与 开 发 板 连 接 之 后, 按 照 以 下 步 骤 将 算 法 工 作 区 和 DMCI 工 具 载 入 到 开 发 板 图 26: 开 发 工 具 设 置 仅 当 低 压 功 率 模 块 的 电 源 电 压 为 24V 到 48V 之 间 时 才 进 行 上 述 修 改 在 以 下 两 种 情 况 下 需 要 其 他 修 改 :(a) 提 供 的 电 压 小 于 24V, 或 者 (b) 需 要 更 高 的 电 流 有 关 这 些 修 改 的 详 细 信 息, 请 参 阅 dspicdem MC1L 3-Phase Low-Voltage Power Module User s Guide (DS70097A) 完 成 这 些 修 改 之 后, 使 用 卸 下 的 螺 丝 重 新 将 盖 子 固 定 表 11 列 出 了 螺 丝 端 子 连 接 仅 当 低 压 功 率 模 块 的 盖 子 盖 牢 后 才 进 行 这 些 连 接 表 11: 螺 丝 端 子 连 接 标 号 螺 丝 端 子 连 接 + 正 电 压 轨 - 负 电 压 轨 Earth 接 地 ( 可 选 ) R 电 机 相 1 (R) Y 电 机 相 2 (Y) B 电 机 相 3 (B) Gnd 符 号 电 机 接 地 在 开 发 板 和 PC 之 间 连 接 MPLAB ICD 2 PICDEM MC LV 开 发 板 第 一 步 配 置 工 作 区 : 1. 解 压 AN1083 MCLV.zip 文 件 2. 打 开 MPLAB IDE (7.50 或 更 高 版 本 ) 3. 打 开 Sensorless.mcw 工 作 区 4. 在 Tools ( 工 具 ) 菜 单 中, 选 择 DMCI 工 具 5. 将 AN1083 MCLV.DMCI 载 入 到 DMCI 工 具 第 二 步 对 dspic30f 器 件 编 程 : 1. 将 S4 拨 到 PRGM 位 置 2. 选 择 ICD 2 作 为 调 试 工 具 3. 连 接 到 ICD 2 4. 在 Project Manager ( 项 目 管 理 器 ) 工 具 栏 中 选 择 Debug ( 调 试 ) 5. 编 译 代 码 6. 对 器 件 编 程 第 三 步 运 行 算 法 : 1. 将 S4 拨 到 DEBUG 位 置 2. 复 位 器 件 3. 运 行 调 试 器 4. 停 止 调 试 器 DS01083A_CN 第 22 页 2007 Microchip Technology Inc.
dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 和 dspicdem MC1L 三 相 低 压 功 率 模 块 第 一 步 配 置 工 作 区 : 1. 解 压 AN1083 MC1.zip 文 件 2. 打 开 MPLAB IDE (7.50 或 更 高 版 本 ) 3. 打 开 Sensorless.mcw 工 作 区 4. 在 Tools 菜 单 中, 选 择 DMCI 工 具 5. 将 AN1083 MC1.DMCI 载 入 到 DMCI 工 具 第 二 步 对 dspic30f 器 件 编 程 : 1. 将 S2 拨 到 ICD 位 置 2. 选 择 ICD 2 作 为 调 试 工 具 3. 连 接 到 ICD 2 4. 在 Project Manager 工 具 栏 中 选 择 Debug 5. 编 译 代 码 6. 对 器 件 编 程 第 三 步 运 行 算 法 : 1. 复 位 器 件 2. 运 行 调 试 器 3. 停 止 调 试 器 数 据 监 控 工 具 数 据 监 控 (DMCI) 工 具 通 过 提 供 图 形 化 用 户 界 面 来 对 电 机 参 数 进 行 配 置, 从 而 节 省 了 试 验 和 纠 错 的 时 间 该 工 具 包 含 在 MPLAB IDE(7.50 或 更 高 版 本 ) 中 DMCI 工 具 使 用 滑 动 条 和 文 本 框 控 件 来 分 配 全 局 变 量 通 过 调 节 滑 块 或 更 改 文 本 字 段, 即 可 轻 松 更 改 这 些 变 量 还 可 使 用 该 工 具 将 数 组 分 配 给 四 个 图 之 一 对 电 机 参 数 进 行 优 化 之 后, 保 存 图 形 界 面 设 置 ( 分 配 给 不 同 控 制 参 数 的 变 量 ), 以 便 其 他 人 可 访 问 该 设 置 DMCI 包 含 以 下 这 些 屏 幕 和 控 制 参 数 : 动 态 数 据 输 入 屏 幕 动 态 数 据 控 制 屏 幕 动 态 数 据 查 看 屏 幕 动 态 数 据 输 入 屏 幕 动 态 数 据 输 入 屏 幕 ( 图 27) 用 来 定 义 电 机 特 征 表 12 用 来 确 定 用 于 无 传 感 器 算 法 的 控 制 参 数 动 态 数 据 控 制 屏 幕 动 态 数 据 控 制 屏 幕 ( 图 28) 用 来 设 定 无 传 感 器 算 法 的 参 数 表 13 用 来 确 定 所 使 用 的 控 制 参 数 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 23 页
图 27: 动 态 数 据 输 入 屏 幕 6 7 8 9 1 10 2 11 3 4 5 表 12: 动 态 数 据 输 入 屏 幕 控 制 参 数 参 考 控 制 功 能 1 电 机 极 数 ( 应 该 是 一 个 偶 数 ) 2 12 ms 计 数 时 间 内 的 Blanking count (0-20) (1) 3 相 位 超 前 开 始 时 的 电 机 速 度 ( 单 位 为 RPM) 4 每 1000 RPM 的 相 位 超 前 斜 率 ( 单 位 为 度, 最 高 为 30 度 ) 5 电 机 最 大 转 速, 单 位 为 RPM 该 值 用 于 设 定 当 PID 速 度 控 制 环 使 能 时 控 制 电 位 器 的 满 量 程 (2) 6 算 法 从 低 速 实 现 到 高 速 实 现 或 从 高 速 实 现 到 低 速 实 现 转 换 时 的 速 度 ( 电 气 RPS) 默 认 值 为 250, 一 般 不 需 要 更 改 交 叉 速 度 不 可 小 于 50, 这 是 因 为 固 有 的 磁 滞 会 造 成 每 秒 ± 50 的 电 气 旋 转 7 Timer1 溢 出 次 数 指 定 的 停 转 灵 敏 度 如 果 Timer1 溢 出 时, 电 机 已 经 停 止 或 算 法 已 经 失 去 同 步, 增 加 该 值 以 使 算 法 灵 敏 度 降 低 8 第 一 次 锁 定 持 续 时 间, 单 位 为 毫 秒 (3) 9 第 二 次 锁 定 持 续 时 间, 单 位 为 毫 秒 (3) 10 第 一 次 锁 定 的 给 定 (PWM 占 空 比, 单 位 为 %) (3) 11 第 二 次 锁 定 的 给 定 (PWM 占 空 比, 单 位 为 %) (3) 注 1: 当 算 法 为 高 速 模 式 时, 12 ms 对 应 于 ADC 的 中 断 频 率 ( 近 似 ) 2: dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 上 的 VR2 ; PICDEM MC LV 开 发 板 上 的 R14 3: 锁 定 参 数 是 描 述 开 环 起 动 加 速 过 程 的 因 素 锁 定 时 间 用 于 驱 动 电 机 运 行 到 区 间 0 ( 第 一 次 锁 定 ), 然 后 快 速 到 达 区 间 1 ( 第 二 次 锁 定 ), 从 而 使 电 机 在 起 动 加 速 开 始 前 对 齐 到 已 知 区 间 DS01083A_CN 第 24 页 2007 Microchip Technology Inc.
图 28: 动 态 数 据 控 制 屏 幕 设 置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. 表 13: 动 态 数 据 控 制 屏 幕 控 制 参 数 参 考 控 制 功 能 1 开 始 加 速 的 给 定 ( 开 环 起 动 加 速 开 始 时 的 占 空 比, 单 位 为 %) 2 结 束 加 速 的 给 定 ( 开 环 起 动 加 速 终 止 时 的 占 空 比, 单 位 为 %) 3 开 始 加 速 时 的 速 度 值, 单 位 为 RPM 4 结 束 加 速 时 的 速 度 值, 单 位 为 RPM 5 加 速 过 程 持 续 时 间 ( 单 位 为 ms, 长 度 为 0.5 到 6.5 秒 ) 6 初 始 给 定 ( 在 起 动 加 速 后 立 即 设 置 此 给 定 ) 7 速 度 控 制 环 P 误 差 增 益 项 8 速 度 控 制 环 I 误 差 增 益 项 9 速 度 控 制 环 D 误 差 增 益 项 10 速 度 控 制 环 使 能 在 开 环 状 态 下, 控 制 电 位 器 用 于 调 节 电 机 速 度 在 闭 环 状 态 下, 控 制 电 位 器 用 于 调 节 PWM 占 空 比 (1) 11 控 制 电 位 器 使 能 / 禁 止 在 开 环 状 态 下, 电 位 器 调 节 PID 速 度 控 制 环 的 速 度 基 准 或 者 PWM 占 空 比 ( 参 考 上 述 的 控 制 参 数 10) 在 闭 环 状 态 下, 控 制 电 位 器 对 电 机 速 度 没 有 影 响 注 1: dspicdem MC1 电 机 控 制 开 发 板 上 的 VR2 ; PICDEM MC LV 开 发 板 上 的 R14 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 25 页
动 态 数 据 查 看 屏 幕 注 : 本 部 分 仅 适 用 于 在 dspicdem MC1 平 台 上 使 用 dspic30f6010a 进 行 无 传 感 器 控 制 DMCI 工 具 上 的 第 三 个 选 项 卡 可 用 来 访 问 动 态 数 据 查 看 屏 幕 ( 图 29) 默 认 情 况 下, 该 屏 幕 以 图 形 方 式 显 示 4 个 512 字 节 的 缓 冲 区 这 些 图 形 显 示 以 下 信 息 : 图 1:A 相 反 电 动 势 的 原 始 采 样 图 2:A 相 反 电 动 势 的 原 始 采 样 ( 忽 略 blanking count 采 样 ) 图 3:A 相 滤 波 采 样 图 4: 过 零 参 考 当 电 机 在 无 传 感 器 模 式 下 运 行 时, 按 压 板 上 的 S6 将 启 动 一 次 缓 冲 器 捕 获 当 调 试 器 停 止 时, 图 形 将 显 示 缓 冲 的 反 电 动 势 信 号 ( 以 及 其 他 三 个 缓 冲 信 号 ) DMCI 工 具 允 许 在 每 张 图 上 拖 动 框 来 确 定 所 需 区 域, 从 而 将 选 定 的 部 分 放 大 也 可 选 定 一 个 图 形, 然 后 按 住 <M> 键 将 其 放 大 到 全 屏 按 下 <Esc> 返 回 到 DMCI GUI 图 29: 动 态 数 据 查 看 屏 幕 DS01083A_CN 第 26 页 2007 Microchip Technology Inc.
调 节 过 程 必 须 完 全 按 照 以 下 步 骤 来 调 节 电 机 参 数 : 1. 确 保 电 机 已 停 止 运 行 ( 如 果 电 机 没 有 停 止, 则 会 在 调 试 器 重 启 时 产 生 电 流 尖 峰 ) 2. 停 止 MPLAB ICD 2 调 试 器 3. 更 改 相 应 参 数 4. 再 次 启 动 MPLAB ICD 2 调 试 器 5. 起 动 电 机 每 次 调 节 电 机 参 数 时, 都 应 重 复 该 过 程 表 14 详 细 说 明 了 在 每 个 开 发 板 上 起 动 和 停 止 电 机 的 开 关 表 14: 电 机 控 制 开 关 开 发 板 类 型 开 关 dspicdem MC1 S5 S7 PICDEM MC LV S2 S3 以 下 是 用 来 调 节 起 动 加 速 和 PID 速 度 控 制 参 数 的 基 本 步 骤 : 1. 设 定 初 始 参 数, 以 与 电 机 特 征 相 匹 配 2. 初 始 化 开 环 起 动 加 速 3. 调 节 开 环 起 动 参 数 4. 调 节 速 度 控 制 环 请 遵 照 以 下 详 细 步 骤 : 第 一 步 : 设 定 初 始 参 数, 以 与 电 机 特 征 相 匹 配 1. 在 动 态 数 据 输 入 屏 幕 中, 输 入 电 机 极 数 以 及 电 机 最 大 转 速 保 持 blanking count 为 默 认 值 2. 在 初 始 调 节 电 机 参 数 期 间 禁 止 相 位 超 前, 这 可 通 过 将 相 位 超 前 起 始 速 度 设 为 大 于 电 机 转 速 的 某 个 RPM 值 来 实 现 3. 将 相 位 超 前 斜 率 设 为 零 这 可 确 保 在 初 始 调 节 过 程 期 间 没 有 相 位 超 前 4. 交 叉 速 度 应 该 设 为 250 如 果 具 有 一 个 无 需 相 位 超 前 的 低 速 电 机 ( 最 大 40k 电 气 RPM), 则 可 将 该 速 度 值 增 到 很 大, 例 如 700, 用 来 确 保 算 法 总 能 运 行 在 低 速 模 式 下 5. 将 停 转 灵 敏 度 设 为 20 这 使 得 该 算 法 检 测 停 转 条 件 的 灵 敏 度 降 低 ( 该 值 越 低, 算 法 越 灵 敏 ) 第 二 步 : 初 始 化 开 环 起 动 加 速 1. 将 第 一 次 锁 定 和 第 二 次 锁 定 持 续 时 间 值 设 置 为 600 ms 2. 设 定 锁 定 给 定 最 好 从 较 低 给 定 值 开 始 第 一 次 锁 定 和 第 二 次 锁 定 的 起 始 锁 定 值 为 10 增 加 第 一 次 锁 定 和 第 二 次 锁 定 的 给 定 直 到 电 机 到 达 锁 定 位 置, 但 不 能 使 灌 电 流 过 大, 否 则 可 能 损 坏 电 机 绕 组 或 驱 动 电 路 锁 定 位 置 用 来 在 起 动 加 速 开 始 前 将 电 机 置 于 已 知 区 间 3. 其 他 的 起 动 加 速 参 数 可 在 动 态 数 据 控 制 屏 幕 中 找 到 将 该 屏 幕 右 下 角 的 使 能 布 尔 按 钮 设 置 为 OFF 来 禁 止 速 度 控 制 环 和 控 制 电 位 器 这 样 做 是 为 了 获 取 无 传 感 器 算 法, 使 之 在 电 机 运 行 后 根 据 给 定 值 的 变 化 进 行 补 偿 4. 将 加 速 过 程 持 续 时 间 设 置 为 最 大 值 6500 ms 可 通 过 减 小 该 加 速 过 程 持 续 时 间 对 起 动 加 速 过 程 进 行 调 节, 以 使 电 机 成 功 起 动 第 三 步 : 调 节 开 环 起 动 参 数 1. 暂 时 忽 略 PID 增 益 滑 块 着 力 于 获 取 开 始 加 速 时 的 速 度 值 结 束 加 速 时 的 速 度 初 始 给 定 以 及 结 束 给 定 设 置, 从 而 使 电 机 以 足 够 快 的 转 速 旋 转 以 同 步 无 传 感 器 算 法 2. 使 用 动 态 数 据 控 制 屏 幕 上 的 滑 块 来 设 定 开 始 加 速 和 结 束 加 速 时 的 速 度 将 结 束 加 速 时 的 速 度 设 定 为 电 机 全 速 的 12-20% 对 于 惯 性 较 大 和 / 或 有 多 个 磁 极 的 电 机 来 说, 开 始 速 度 将 低 于 100 RPM 对 于 惯 性 较 小 和 / 或 有 少 量 磁 极 的 电 机 来 说, 开 始 速 度 可 能 会 高 些 ( 一 般 在 200 到 300RPM 之 间 ) 3. 将 开 始 结 束 和 初 始 给 定 滑 块 设 为 相 同 值 将 这 三 个 参 数 设 定 为 第 一 次 锁 定 和 第 二 次 锁 定 规 定 的 相 同 给 定 值 单 击 DMCI 工 具 上 的 start ( 起 动 ) 按 钮, 然 后 按 下 板 上 的 按 钮 以 初 始 化 起 动 加 速 度 ( 该 值 与 硬 件 平 台 有 关 ) 如 果 电 机 没 有 开 始 旋 转, 则 需 要 适 量 增 加 给 定 按 下 板 上 的 按 钮 以 停 止 电 机 单 击 DMCI 工 具 上 的 halt ( 停 止 ) 按 钮 开 始 结 束 和 初 始 给 定 值 每 次 增 加 5, 直 到 电 机 起 动 注 : 应 该 一 点 点 的 增 加 给 定 值 如 果 直 接 给 了 一 个 较 大 的 给 定 值, 电 机 上 的 电 流 可 能 过 大, 从 而 对 电 机 或 驱 动 电 路 造 成 损 坏 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 27 页
4. 按 下 电 机 起 动 按 钮 后, 现 在 电 机 应 该 开 始 旋 转 如 果 电 机 转 速 跟 不 上 电 机 换 相 频 率, 则 增 加 结 束 和 初 始 给 定 值 结 束 给 定 不 能 比 初 始 给 定 高 20% 一 般 来 说, 初 始 给 定 应 该 略 微 小 于 结 束 给 定 如 果 电 机 仍 呈 现 滑 转, 则 减 小 结 束 速 度 5. 电 机 现 在 应 该 正 在 旋 转, 在 起 动 加 速 末 期 开 始 使 用 无 传 感 器 算 法 精 细 调 节 加 速 参 数, 直 到 电 机 平 稳 起 动 6. 多 次 减 少 加 速 过 程 持 续 时 间 来 进 行 实 验 找 到 电 机 平 稳 起 动 时 加 速 过 程 持 续 时 间 的 最 小 值 7. 现 在 可 以 使 能 控 制 电 位 器 了 在 DMCI 工 具 中 使 能 控 制 电 位 器 不 要 使 能 速 度 控 制 电 位 器 的 位 置 与 PWM 占 空 比 相 关 联 ; 将 电 位 器 的 触 头 顺 时 针 满 旋 对 应 于 PWM 占 空 比 为 100% 的 情 况 估 算 与 初 始 给 定 值 相 对 应 的 电 位 器 位 置 将 电 位 器 设 置 到 该 位 置, 开 始 起 动 加 速 过 程 如 果 电 机 未 起 动, 则 调 节 电 位 器 并 再 次 尝 试 电 机 运 行 后, 可 通 过 调 节 电 位 器 来 调 节 速 度 第 四 步 : 调 节 速 度 控 制 环 1. 现 在 可 使 能 速 度 控 制 环 在 DMCI 界 面 中, 使 能 速 度 控 制 环 电 位 器 的 位 置 当 前 与 电 机 速 度 ( 单 位 为 RPM) 相 关 顺 时 针 满 旋 与 DMCI 工 具 中 动 态 数 据 输 入 屏 幕 上 指 定 的 最 大 电 机 速 度 相 对 应 2. 将 初 始 给 定 滑 动 块 移 到 结 束 给 定 值 的 80% 左 右 然 后, 将 积 分 项 和 微 分 项 置 零, 并 将 比 例 滑 动 块 置 于 中 心 位 置 估 算 与 起 动 加 速 过 程 结 束 速 度 相 对 应 的 电 位 器 位 置 尝 试 运 行 电 机 调 节 控 制 电 位 器 和 P 项 直 到 电 机 成 功 起 动 ( 降 低 初 始 起 动 给 定 有 助 于 改 善 起 动 性 能 ) 为 成 功 起 动 电 机 可 能 还 需 要 一 些 积 分 增 益 3. 调 节 P I 和 D 项 直 到 获 得 理 想 的 电 机 性 能 相 对 于 比 例 项 来 说, 所 需 的 积 分 项 较 小 请 参 阅 疑 难 解 答 部 分 以 获 得 相 关 问 题 解 决 方 案 的 提 示 更 改 数 字 滤 波 器 系 数 低 速 和 高 速 滤 波 器 系 数 位 于 BEMF_filter.s 中 这 些 滤 波 器 系 数 可 使 用 由 dspic DSC 滤 波 器 设 计 工 具 生 成 的 新 系 数 替 代 算 法 的 其 他 可 调 节 功 能 表 15 列 示 了 一 些 可 配 置 的 #define 声 明, 以 及 它 们 在 源 代 码 中 的 位 置 注 : 不 建 议 改 变 这 些 功 能 调 节 这 些 功 能 所 带 来 的 风 险 自 行 承 担 表 15: 其 他 可 调 节 参 数 参 数 定 义 位 置 说 明 FCY general.h 处 理 器 频 率 ( 以 每 秒 执 行 的 指 令 数 表 示 ) FPWM general.h PWM 频 率 FULL_DUTY general.h PWM 周 期 (FCY 和 FPWM 函 数 ) FILTER_PHASE_DELAY general.h Timer3 计 时 的 滤 波 器 相 位 延 迟 PROCESSING_DELAY general.h 低 速 模 式 下, Timer3 计 时 的 ADC 中 断 处 理 延 时 PROCESSING_DELAY_HS general.h 高 速 模 式 下, Timer3 计 时 的 ADC 中 断 处 理 延 时 CYCLE_BY_CYCLE_PROTECTION FAULT_CAUSE_PWM_SHUTDOWN NO_FAULT_PROTECTION pwm.c 当 发 生 错 误 条 件 时, PWM 模 块 有 三 种 选 择 将 FLTACON = 更 改 为 其 中 之 一 DEAD_TIME pwm.c PWM 死 区 时 间, 单 位 为 秒 SNAPSHOT snapshot.h 将 已 定 义 的 RAM 分 配 给 动 态 数 据 查 看 屏 幕 的 时 间 SNAPSIZE snapshot.h 四 个 快 照 缓 冲 区 的 大 小, 单 位 为 字 节 DS01083A_CN 第 28 页 2007 Microchip Technology Inc.
总 结 本 应 用 笔 记 旨 在 帮 助 开 发 人 员 在 不 使 用 离 散 低 通 滤 波 硬 件 以 及 片 外 比 较 器 的 情 况 下, 即 可 驱 动 无 传 感 器 BLDC 电 机 所 描 述 的 算 法 对 由 旋 转 中 的 BLDC 电 机 产 生 的 反 电 动 势 信 号 进 行 数 字 滤 波 使 用 数 字 滤 波 可 更 准 确 地 检 测 反 电 动 势 信 号 的 过 零 事 件 当 dspic DSC 检 测 到 过 零 事 件 时, 后 者 为 算 法 提 供 了 所 需 信 息 以 对 电 机 绕 组 进 行 换 相 准 确 地 检 测 反 电 动 势 信 号 的 过 零 事 件 是 对 使 用 六 步 或 梯 形 换 相 BLDC 电 机 进 行 无 传 感 器 控 制 的 关 键 与 硬 件 滤 波 器 或 外 部 比 较 器 相 反, 数 字 滤 波 需 要 较 少 的 硬 件, 这 等 同 于 节 省 成 本 以 及 使 用 较 小 的 PCB 使 用 开 源 解 决 方 案 可 使 开 发 周 期 缩 短 最 后, Microchip 开 发 工 具 支 持 dspic DSC 器 件 系 列, 尤 其 是 MPLAB IDE 7.50 或 更 高 版 本 中 所 包 括 的 数 据 监 控 工 具, 使 算 法 与 特 定 电 机 和 应 用 快 速 结 合 资 源 对 于 BLDC 电 机 控 制, 请 参 阅 : AN901 dspic30f 在 无 传 感 器 BLDC 控 制 中 的 应 用 AN957 使 用 dspic30f2010 控 制 带 传 感 器 的 BLDC 电 机 AN1017 使 用 dspic30f DSC 实 现 PMSM 电 机 的 正 弦 驱 动 AN1078 PMSM 电 机 的 无 传 感 器 磁 场 定 向 控 制 关 于 与 该 算 法 兼 容 的 硬 件 平 台 方 面 的 信 息, 请 参 阅 : "dspicdem MC1 Motor Control Development Board User s Guide" (DS70098A) dspicdem MC1L 3-Phase Low-Voltage Power Module User s Guide (DS70097A) PICDEM MC LV Development Board User s Guide (DS51554A) 关 于 PID 算 法 的 信 息, 请 参 阅 : 16 位 语 言 工 具 函 数 库 (DS51456D_CN) 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 29 页
疑 难 解 答 问 题 : 电 机 加 速, 但 却 在 升 到 高 速 的 中 途 停 止 可 能 的 解 决 方 案 : 尝 试 (a) 增 加 blanking count ;(b) 如 果 是 低 速 电 机 ( 最 大 速 度 远 远 低 于 90,000 电 气 RPM), 且 正 在 加 入 大 量 相 位 超 前, 那 么 您 可 能 需 要 提 前 将 算 法 从 低 速 实 现 转 换 到 高 速 实 现 将 交 叉 点 调 低 ( 从 250 到 200, 然 后 再 到 150) 将 相 位 超 前 斜 率 降 低 可 能 也 会 有 所 帮 助 问 题 : 我 的 电 机 的 反 电 动 势 在 示 波 器 中 根 本 不 呈 现 梯 形 走 势 可 能 的 解 决 方 案 : 该 算 法 需 要 电 机 的 反 电 动 势 信 号 为 梯 形 形 状 AN1078 PMSM 电 机 的 无 传 感 器 磁 场 定 向 控 制 说 明 了 如 何 以 无 传 感 器 模 式 运 行 正 弦 电 机 问 题 : 运 行 代 码 时, 发 生 振 荡 器 陷 阱 可 能 的 解 决 方 案 : 使 用 调 试 器 对 器 件 进 行 编 程 之 后, 请 确 保 您 复 位 了 MPLAB ICD 2 问 题 :MPLAB ICD 2 无 法 调 试 / 编 程 器 件 ( 当 使 用 PICDEM MC LV 板 时 ) 可 能 的 解 决 方 案 : 对 器 件 进 行 编 程 时 请 确 保 S4 在 PRGM 位 置 一 旦 编 程 完 器 件 就 将 S4 设 定 到 DEBUG 位 置, 然 后 再 进 行 调 试 问 题 : 我 如 何 知 道 电 机 的 速 度 可 能 的 解 决 方 案 : 在 MPLAB ICD 2 的 View( 视 图 ) 菜 单 中 选 择 Watch ( 查 看 ) Watch 窗 口 随 之 出 现 在 Watch 窗 口 中 输 入 变 量 Speed 然 后 使 用 算 法 运 行 电 机 当 电 机 运 行 到 理 想 速 度 时, 按 下 motor off 按 钮 ICD 2 停 止 motor off 按 钮 按 下 时 的 电 机 速 度 ( 单 位 为 RPM) 可 在 Watch 窗 口 中 显 示 问 题 : 当 前 所 用 电 机 的 转 速 不 需 要 高 于 40,000 电 气 RPM, 且 不 需 要 相 位 超 前 可 能 的 解 决 方 案 : 将 交 叉 频 率 设 定 为 最 大 允 许 值 每 秒 900 次 电 气 旋 转 这 可 确 保 电 机 仅 运 行 在 低 速 模 式 下 运 行 速 度 低 于 40,000 电 气 RPM 的 电 机 无 需 高 速 模 式 通 过 添 加 处 理 和 滤 波 相 位 延 迟 才 可 能 使 电 机 速 度 达 到 40,000 电 气 RPM 发 生 在 低 速 模 式 下 的 延 迟 最 大 量 是 转 过 30 电 角 度 所 需 要 的 时 间 当 增 加 延 迟 ( 假 设 无 相 位 超 前 ) 使 之 等 于 转 过 30 电 角 度 所 需 的 时 间 时, 计 算 得 到 的 最 快 电 气 速 度 约 为 48,000 RPM 问 题 : 电 机 在 起 动 加 速 后 就 停 止 运 行 电 机 似 乎 需 要 更 大 的 速 度 才 能 起 动 可 能 的 解 决 方 案 : 当 初 次 调 节 起 动 加 速 度 时, 请 确 保 禁 止 电 位 器 的 输 入 以 及 速 度 控 制 环 这 可 通 过 DMCI 工 具 动 态 数 据 控 制 屏 幕 上 的 布 尔 控 件 来 实 现 问 题 : 如 何 才 能 知 道 电 机 是 否 运 行 在 高 速 模 式 下? 可 能 的 解 决 方 案 : 向 Watch 窗 口 添 加 位 数 组 ControlFlags 当 电 机 运 行 在 高 速 模 式 下 时, 高 速 模 式 位 置 1 当 电 机 运 行 在 低 速 模 式 下 时, 该 位 清 零 当 电 机 运 行 时, 需 要 停 止 ICD 2 以 检 查 该 位 状 态 如 果 使 用 了 MC1 板 还 可 以 检 查 LED D5 当 电 机 处 于 高 速 模 式 下, 该 LED 点 亮 问 题 : 添 加 相 位 超 前 无 法 使 电 机 进 入 高 速 模 式 可 能 的 解 决 方 案 : 电 机 运 行 在 低 速 模 式 时, 添 加 过 多 相 位 超 前 将 导 致 电 机 运 行 不 正 常 将 相 位 超 前 起 动 频 率 设 置 为 超 过 交 叉 频 率 交 叉 频 率 以 每 秒 电 气 旋 转 来 计 算 要 转 换 到 RPM, 需 要 对 交 叉 频 率 进 行 如 下 操 作 : 加 上 50, 再 与 60 相 乘, 然 后 除 以 极 对 数 问 题 : 当 使 用 MC1 板 时, 如 果 在 对 dspic30f6010a 编 程 之 后 初 次 尝 试 运 行 ICD 2 时, 总 是 发 生 振 荡 器 陷 阱 可 能 的 解 决 方 案 : 对 dspic30f6010a 编 程 之 后, 复 位 ICD 2 然 后 运 行 ICD 2, 接 着 将 其 停 止 随 后 单 击 DMCI 工 具 上 的 run 如 果 再 次 发 生 陷 阱, 则 需 要 重 复 上 述 步 骤 以 清 除 陷 阱, 然 后 将 DMCI 工 具 中 的 参 数 载 入 到 器 件 中 问 题 : 我 在 DMCI 工 具 中 更 改 了 滑 块 的 位 置, 但 好 像 在 dspic DSC 中 参 数 不 能 得 到 更 新 可 能 的 解 决 方 案 : 首 先, DMCI 工 具 不 是 一 个 实 时 工 具 ( 至 少 目 前 为 止 ) 为 了 将 更 改 的 参 数 载 入 dspic DSC, 您 需 要 停 止 ICD 2, 并 对 参 数 进 行 更 改, 然 后 重 新 启 动 ICD 2 其 次, 确 保 代 码 中 未 产 生 陷 阱 停 止 ICD 2 并 查 看 trap.c 文 件 以 检 查 器 件 是 否 产 生 陷 阱 如 果 程 序 计 数 器 (PC) 箭 头 ( 绿 色 箭 头 ) 在 该 文 件 中, 则 表 明 发 生 了 陷 阱 复 位 ICD 2 并 检 查 其 他 故 障 源 以 清 除 陷 阱 DS01083A_CN 第 30 页 2007 Microchip Technology Inc.
问 题 : 我 如 何 知 道 电 机 的 速 度? 可 能 的 解 决 方 案 : 在 Watch 窗 口 中 添 加 Speed 变 量 当 电 机 运 行 到 一 定 速 度 时, 按 下 触 点 开 关 停 止 电 机 停 止 ICD 2 Watch 窗 口 将 显 示 您 停 止 电 机 时 的 瞬 时 速 度 问 题 : 使 用 手 持 转 速 表 测 量 电 机 速 度 在 Speed 中 显 示 的 值 与 我 的 测 量 值 不 符 可 能 的 解 决 方 案 : 假 设 手 持 转 速 表 中 的 值 正 确, 请 确 保 处 理 器 在 由 general.h 中 FCY 指 定 的 指 令 周 期 速 率 下 运 行 也 就 是 说, 如 果 处 理 器 运 行 在 30 MIPS 下, 且 FCY 设 定 为 20000000, 则 计 算 的 电 机 速 度 将 不 准 确 问 题 : 为 什 么 需 要 先 运 行, 然 后 再 停 止 调 试 器, 才 能 使 在 DMCI 工 具 中 对 电 机 控 制 参 数 的 任 何 调 整 生 效 可 能 的 解 决 方 案 : 电 机 起 动 参 数 在 源 代 码 中 初 始 化 当 初 次 运 行 调 试 器 时, 起 动 参 数 被 初 始 化 为 源 代 码 中 指 定 的 值 ( 见 TuningInterface.c) 您 必 须 以 与 这 些 参 数 的 初 始 值 不 同 的 值 来 运 行 代 码, 才 能 使 得 在 DMCI 工 具 中 对 这 些 参 数 的 调 整 生 效 电 机 控 制 参 数 在 源 代 码 中 初 始 化, 以 便 当 调 节 完 电 机 后 可 将 这 些 调 整 的 参 数 硬 编 码 到 代 码 中, 然 后 对 器 件 进 行 编 程 问 题 : 我 遇 到 了 振 荡 器 陷 阱 可 能 的 解 决 方 案 : 对 器 件 编 程 之 后, 在 运 行 调 试 器 之 前 应 复 位 器 件 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 31 页
注 : DS01083A_CN 第 32 页 2007 Microchip Technology Inc.
请 注 意 以 下 有 关 Microchip 器 件 代 码 保 护 功 能 的 要 点 : Microchip 的 产 品 均 达 到 Microchip 数 据 手 册 中 所 述 的 技 术 指 标 Microchip 确 信 : 在 正 常 使 用 的 情 况 下, Microchip 系 列 产 品 是 当 今 市 场 上 同 类 产 品 中 最 安 全 的 产 品 之 一 目 前, 仍 存 在 着 恶 意 甚 至 是 非 法 破 坏 代 码 保 护 功 能 的 行 为 就 我 们 所 知, 所 有 这 些 行 为 都 不 是 以 Microchip 数 据 手 册 中 规 定 的 操 作 规 范 来 使 用 Microchip 产 品 的 这 样 做 的 人 极 可 能 侵 犯 了 知 识 产 权 Microchip 愿 与 那 些 注 重 代 码 完 整 性 的 客 户 合 作 Microchip 或 任 何 其 他 半 导 体 厂 商 均 无 法 保 证 其 代 码 的 安 全 性 代 码 保 护 并 不 意 味 着 我 们 保 证 产 品 是 牢 不 可 破 的 代 码 保 护 功 能 处 于 持 续 发 展 中 Microchip 承 诺 将 不 断 改 进 产 品 的 代 码 保 护 功 能 任 何 试 图 破 坏 Microchip 代 码 保 护 功 能 的 行 为 均 可 视 为 违 反 了 数 字 器 件 千 年 版 权 法 案 (Digital Millennium Copyright Act) 如 果 这 种 行 为 导 致 他 人 在 未 经 授 权 的 情 况 下, 能 访 问 您 的 软 件 或 其 他 受 版 权 保 护 的 成 果, 您 有 权 依 据 该 法 案 提 起 诉 讼, 从 而 制 止 这 种 行 为 提 供 本 文 档 的 中 文 版 本 仅 为 了 便 于 理 解 请 勿 忽 视 文 档 中 包 含 的 英 文 部 分, 因 为 其 中 提 供 了 有 关 Microchip 产 品 性 能 和 使 用 情 况 的 有 用 信 息 Microchip Technology Inc. 及 其 分 公 司 和 相 关 公 司 各 级 主 管 与 员 工 及 事 务 代 理 机 构 对 译 文 中 可 能 存 在 的 任 何 差 错 不 承 担 任 何 责 任 建 议 参 考 Microchip Technology Inc. 的 英 文 原 版 文 档 本 出 版 物 中 所 述 的 器 件 应 用 信 息 及 其 他 类 似 内 容 仅 为 您 提 供 便 利, 它 们 可 能 由 更 新 之 信 息 所 替 代 确 保 应 用 符 合 技 术 规 范, 是 您 自 身 应 负 的 责 任 Microchip 对 这 些 信 息 不 作 任 何 明 示 或 暗 示 书 面 或 口 头 法 定 或 其 他 形 式 的 声 明 或 担 保, 包 括 但 不 限 于 针 对 其 使 用 情 况 质 量 性 能 适 销 性 或 特 定 用 途 的 适 用 性 的 声 明 或 担 保 Microchip 对 因 这 些 信 息 及 使 用 这 些 信 息 而 引 起 的 后 果 不 承 担 任 何 责 任 如 果 将 Microchip 器 件 用 于 生 命 维 持 和 / 或 生 命 安 全 应 用, 一 切 风 险 由 买 方 自 负 买 方 同 意 在 由 此 引 发 任 何 一 切 伤 害 索 赔 诉 讼 或 费 用 时, 会 维 护 和 保 障 Microchip 免 于 承 担 法 律 责 任, 并 加 以 赔 偿 在 Microchip 知 识 产 权 保 护 下, 不 得 暗 中 或 以 其 他 方 式 转 让 任 何 许 可 证 商 标 Microchip 的 名 称 和 徽 标 组 合 Microchip 徽 标 Accuron dspic KEELOQ KEELOQ 徽 标 microid MPLAB PIC PICmicro PICSTART PRO MATE rfpic 和 SmartShunt 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 注 册 商 标 AmpLab FilterLab Linear Active Thermistor Migratable Memory MXDEV MXLAB SEEVAL SmartSensor 和 The Embedded Control Solutions Company 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 的 注 册 商 标 Analog-for-the-Digital Age Application Maestro CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense FlexROM fuzzylab In-Circuit Serial Programming ICSP ICEPIC Mindi MiWi MPASM MPLAB Certified 徽 标 MPLIB MPLINK PICkit PICDEM PICDEM.net PICLAB PICtail PowerCal PowerInfo PowerMate PowerTool REAL ICE rflab Select Mode Smart Serial SmartTel Total Endurance UNI/O WiperLock 和 ZENA 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 商 标 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在 美 国 的 服 务 标 记 在 此 提 及 的 所 有 其 他 商 标 均 为 各 持 有 公 司 所 有 2007, Microchip Technology Inc. 版 权 所 有 Microchip 位 于 美 国 亚 利 桑 那 州 Chandler 和 Tempe 与 位 于 俄 勒 冈 州 Gresham 的 全 球 总 部 设 计 和 晶 圆 生 产 厂 及 位 于 美 国 加 利 福 尼 亚 州 和 印 度 的 设 计 中 心 均 通 过 了 ISO/TS-16949:2002 认 证 公 司 在 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳 码 器 件 串 行 EEPROM 单 片 机 外 设 非 易 失 性 存 储 器 和 模 拟 产 品 方 面 的 质 量 体 系 流 程 均 符 合 ISO/TS- 16949:2002 此 外, Microchip 在 开 发 系 统 的 设 计 和 生 产 方 面 的 质 量 体 系 也 已 通 过 了 ISO 9001:2000 认 证 2007 Microchip Technology Inc. DS01083A_CN 第 33 页
全 球 销 售 及 服 务 网 点 美 洲 亚 太 地 区 亚 太 地 区 欧 洲 公 司 总 部 Corporate Office 2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199 Tel: 1-480-792-7200 Fax: 1-480-792-7277 技 术 支 持 : http://support.microchip.com 网 址 :www.microchip.com 亚 特 兰 大 Atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455 波 士 顿 Boston Westborough, MA Tel: 1-774-760-0087 Fax: 1-774-760-0088 芝 加 哥 Chicago Itasca, IL Tel: 1-630-285-0071 Fax: 1-630-285-0075 达 拉 斯 Dallas Addison, TX Tel: 1-972-818-7423 Fax: 1-972-818-2924 底 特 律 Detroit Farmington Hills, MI Tel: 1-248-538-2250 Fax: 1-248-538-2260 科 科 莫 Kokomo Kokomo, IN Tel: 1-765-864-8360 Fax: 1-765-864-8387 洛 杉 矶 Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: 1-949-462-9523 Fax: 1-949-462-9608 圣 克 拉 拉 Santa Clara Santa Clara, CA Tel: 408-961-6444 Fax: 408-961-6445 加 拿 大 多 伦 多 Toronto Mississauga, Ontario, Canada Tel: 1-905-673-0699 Fax: 1-905-673-6509 亚 太 总 部 Asia Pacific Office Suites 3707-14, 37th Floor Tower 6, The Gateway Harbour City, Kowloon Hong Kong Tel: 852-2401-1200 Fax: 852-2401-3431 中 国 - 北 京 Tel: 86-10-8528-2100 Fax: 86-10-8528-2104 中 国 - 成 都 Tel: 86-28-8665-5511 Fax: 86-28-8665-7889 中 国 - 福 州 Tel: 86-591-8750-3506 Fax: 86-591-8750-3521 中 国 - 香 港 特 别 行 政 区 Tel: 852-2401-1200 Fax: 852-2401-3431 中 国 - 南 京 Tel: 86-25-8473-2460 Fax: 86-25-8473-2470 中 国 - 青 岛 Tel: 86-532-8502-7355 Fax: 86-532-8502-7205 中 国 - 上 海 Tel: 86-21-5407-5533 Fax: 86-21-5407-5066 中 国 - 沈 阳 Tel: 86-24-2334-2829 Fax: 86-24-2334-2393 中 国 - 深 圳 Tel: 86-755-8203-2660 Fax: 86-755-8203-1760 中 国 - 顺 德 Tel: 86-757-2839-5507 Fax: 86-757-2839-5571 中 国 - 武 汉 Tel: 86-27-5980-5300 Fax: 86-27-5980-5118 中 国 - 西 安 Tel: 86-29-8833-7252 Fax: 86-29-8833-7256 台 湾 地 区 - 高 雄 Tel: 886-7-536-4818 Fax: 886-7-536-4803 澳 大 利 亚 Australia - Sydney Tel: 61-2-9868-6733 Fax: 61-2-9868-6755 印 度 India - Bangalore Tel: 91-80-4182-8400 Fax: 91-80-4182-8422 印 度 India - New Delhi Tel: 91-11-4160-8631 Fax: 91-11-4160-8632 印 度 India - Pune Tel: 91-20-2566-1512 Fax: 91-20-2566-1513 日 本 Japan - Yokohama Tel: 81-45-471-6166 Fax: 81-45-471-6122 韩 国 Korea - Daegu Tel: 82-53-744-4301 Fax: 82-53-744-4302 韩 国 Korea - Seoul Tel: 82-2-554-7200 Fax: 82-2-558-5932 或 82-2-558-5934 马 来 西 亚 Malaysia - Kuala Lumpur Tel: 60-3-6201-9857 Fax: 60-3-6201-9859 马 来 西 亚 Malaysia - Penang Tel: 60-4-227-8870 Fax: 60-4-227-4068 菲 律 宾 Philippines - Manila Tel: 63-2-634-9065 Fax: 63-2-634-9069 新 加 坡 Singapore Tel: 65-6334-8870 Fax: 65-6334-8850 泰 国 Thailand - Bangkok Tel: 66-2-694-1351 Fax: 66-2-694-1350 奥 地 利 Austria - Wels Tel: 43-7242-2244-39 Fax: 43-7242-2244-393 丹 麦 Denmark-Copenhagen Tel: 45-4450-2828 Fax: 45-4485-2829 法 国 France - Paris Tel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79 德 国 Germany - Munich Tel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44 意 大 利 Italy - Milan Tel: 39-0331-742611 Fax: 39-0331-466781 荷 兰 Netherlands - Drunen Tel: 31-416-690399 Fax: 31-416-690340 西 班 牙 Spain - Madrid Tel: 34-91-708-08-90 Fax: 34-91-708-08-91 英 国 UK - Wokingham Tel: 44-118-921-5869 Fax: 44-118-921-5820 台 湾 地 区 - 台 北 Tel: 886-2-2500-6610 Fax: 886-2-2508-0102 台 湾 地 区 - 新 竹 Tel: 886-3-572-9526 Fax: 886-3-572-6459 10/05/07 DS01083A_CN 第 34 页 2007 Microchip Technology Inc.