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无刷直流电机控制器的设计一、 无刷直流电机的基本参数现需要开发永磁直流无刷电机，主要要求如下：（1）功率要求：0.55-2KW （2）转速：440-920 R/MIN（3）控制器分3-4档调速（4）效率比同类系列电机高出15-20%二、 控制器的设计方案项目方案选择了由ML4425控制器构成BLDCM控制系统，再辅以反激式开关电源和由IPM21869为核心构成的驱动电路，构成了一套完整的BLDCM控制系统。通过分析，我们将整个项目分成四个部分： ML4425控制电路部分，开关电源部分，功率电路部分和保护电路部分。1、 ML4425控制电路在ML4425控制电路中，设计出了一套针对ML4425的控制电路参数的设计软件，同时针对ML4425控制芯片设计并制作了控制电路板，用以控制无位置传感器无刷直流电机的启动、调速、制动。图1 ML4425外围电路原理图本项目中设计了高效率、低噪声、多路输出并且电气隔离的开关电源，分别为IPM、ML4425及其它芯片提供15V、12V、5V的直流电源。采用了美国UNITORDE公司生产的一款性能优良的单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片UC3842，通过引入电压闭环，利用反馈电路调节PWM占空比，同时增加了稳压管，保证电源加负载供电稳定，大大改善了供电的电压调整性能和负载调整性能。PWM型开关电源把输出电压的采样作为PWM控制器的反馈电压，该反馈电压经PWM控制器内部的误差放大器后，调整开关信号的占空比以实现输出电压的稳定。经过分析最终了采用线性光耦改变误差放大器的增益的反馈方式。2、 开关电源和功率电路本项目研究的控制对象输入电压为220V，整流以后的直流电压最大值为，控制对象的额定功率为400W。考虑到系统的通用性和扩展性和调试难度，本项目选择了三菱公司的600V/10A的IPM模块，型号为PS21869。IPM具有高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。同时设计了IPM的自举电路，使得 IPM采用了单电源驱动电路。图2 开关电源电路图图3 IPM驱动电路3、 保护电路本系统设计了完备的过流保护功能，除了使用ML4425和智能功率模块PS21869所带的保护功能外，还利用模拟比较器LM339实现了硬件过流保护。通过采样电阻检测母线电流，并且将采样所得电压送入比较器的反向输入端，与电阻分压所得的2V进行比较。当母线电流超过20A时，采样电阻的电压大于2V，比较器输出一个低电平的故障信号。图4 过流检测电路输出的低电平故障信号被送入D触发器锁存，并且通过两个LED显示，显示出是IPM发生故障还是硬件检测出过流现象。故障低电平信号选通八路三态门74ACT245T的片选段， 切断六路PWM信号，关断六路桥臂，实现过流保护。三、 小结项目的控制系统可以驱动无位置传感器无刷直流电机达到设定的空载启动、空载调速、负载启动、负载调速等性能指标。可以在3000r/min380r/m
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