电子风扇专用无刷直流电机关键技术的研究
图2为三相异步无刷直流电机典型的控制电路图。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/177059.htm
MC33039通过MC33035的管脚8的6.25 V基准电压供电,用来产生需要的反馈电压,而不需要使用昂贵的转速计。MC33035也用霍尔效应传感器信号检测转子位置。霍尔效应传感器信号的每次正极或负极转换都会引起MC33039产生一个输出脉冲,这个脉冲的幅度、延迟时间由外部电阻R1和电容C1确定。MC33039管脚5的输出脉冲序列通过MC33035的误差信号放大器积分,产生一个和马达速率成正比的直流电压。这个和速率成正比的电压设定了MC33035马达控制器管脚13的PWM基准电平,并闭合成了反馈回路。MC33035输出驱动一个TMOS功率MOSFET三相电桥。
基于专用集成电路的驱动控制系统,使得控制电路体积减小很多,而且可靠性也提高。但是,在做三相异步无刷直流电机的控制器这个项目时,调试过程中发现了几个比较重要的事项。
2 功率开关器件的选取
功率开关器件主要由MOSFET,IGBT或者功率模块(IPM)等全控型电子功率开关组成。
本文设计的电机控制器,工作电压为28 V(公交车发动机电压),最高转速为3 000 r/min,工作温度为70℃左右。在低电压、低频率和较高温度的工作环境下,选用MOSFET功率管,开关损耗很小,安全工作区宽,几乎不存在二次击穿问题,漏极电流为负温度特性,输入阻抗大,是电压控制型自关断首选器件。
经过调试设计,最终选择IRF4905和IRF1010,这两个器件的开关特性很好,上升下降时间都在ns级之内,而且导通电阻很小,IRF4905为0.02 Ω,IRF1010为0.01 Ω。
3 电源输入中、大电容滤波
电机高速运转时,电流约为12 A,电流很大,由于车用蓄电池还用于汽车点火,而且电机和MOSFET驱动电路中开关次数较多,可能在开启和关闭时引起浪涌电压,加上线损、电机不稳定等一系列的因素造成的纹波电压比较大,所以如果运用数据手册中的电容值时,发现电容发热量比较大,因此有必要加大电容的容量。经过调试设计,最终选取两个2 200μF/50 V和两个104钽电容并联,如图3所示。
另外由于采样电阻发热比较大,布PCB板时尽量让电解电容远离发热元件,远离采样电阻,防止电解电容过早地干涸,延长电解电容的使用时间。
4 霍尔传感器的选择
注意MC33035中文数据手册中,霍尔传感器的电源供电是利用MC33035第8脚:典型电压值为6.25 V来供电。所以6.25 V必须是所选霍尔传感器的正常供电电压。
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