“反电动势法”永磁直流无刷电机控制系统设计

转子位置检测电路用于测取电机反电动势过零点信息，从而获得转子位置，而且是通过检测电机的端电压来实现的。电路设计如图4所示。

电机端电压检测共分为A、B、C三相，现以A相为例，先将输入到IR2130的B和C相驱动控制信号PWMB和PWMC通过与非门反相，得到B、C两相上桥臂的PWM驱动信号相与的波形，然后跟单片机输出控制口信号Ctr_A相与。当单片机输出控制口为l时，D触发器时钟端为B、C两相PWM驱动波形相与的信号；当单片机输出口为0时，D触发器时钟端为低电平，封锁D触发器输出，使D触发器输出保持不变，从而通过编写软件控制单片机输出口，使得每个状态，只有一个D触发器开通，且在续流阶段封锁D触发器输出，这样可以很大程度的避免反电动势虚假过零点对零点信息测量的影响。
电流保护电路包括两个部分。第一部分如图3所示。
通过R7、R8、R9三个电阻将驱动桥的电压信号采集到IR2130中，一旦外电路发生过流或直通，IR2130内部的电流比较器迅速翻转，故障处理单元输出低电平，封锁驱动输出口，同时引脚FAULT向MCU发出报警信号，由此完成第一部分电流保护功能且要通过软件设计实现具体的功能响应。第二部分电流保护主要针对驱动桥，电路设计如图5所示。

保护电路通过R10于Rll将驱动桥下桥臂的电压采集到LM393的正向输入端，可以和事先设定的Verf进行比较，当驱动桥电流过大时，LM393输出高电平，使得Q1、Q2、Q3都导通，由此降低下桥臂MOS管的栅源电压，达到保护MOS管的目的。
三相全桥的驱动控制是由MCU通过PWM方式实现的，当软件运行出现错误时，可能会使得同一桥臂的上下两个MOS管同时导通，这将造成短路，极易烧坏MOS管，由此设计了逻辑保护电路模块，使得同一桥臂上下两个MOS管不会出现同时导通的情况。逻辑保护电路输入与输出的逻辑关系如表1所示。

表1输入输出逻辑关系