運(yùn)動控制專用集成電路及應(yīng)用
譚建成(廣州電器科學(xué)研究所
【摘 要】本文為“運(yùn)動控制專用集成電路及應(yīng)用(續(xù)6)(見1993年《微電機(jī)》第4期)的續(xù)篇，介紹mc33034無刷直流電動機(jī)控制器的主要組成部分、功能、mc33039電子測速器的工作原理及在無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【敘 詞】集成電路無刷直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制器原理應(yīng)用7 mc33034無刷直流電動機(jī)控制器和mc33039電子測速器
mc33034是motorora稱之為第二代的無刷直流電動機(jī)控制器專用集成電路，它可用來控制三相(全波和半波)、二相和四相無刷直流電動機(jī)。再加上一片mc33039電子測速器作速度反饋后，可構(gòu)成閉環(huán)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
7．1 mc33034無刷直流電動機(jī)控制器
本集成電路原理方框圖如圖1所示。它的主要組成部分包括：
·轉(zhuǎn)子位置傳感器的譯碼器
·帶溫度補(bǔ)償?shù)膬?nèi)部基準(zhǔn)電源
·頻率可設(shè)定的鋸齒波振蕩器
·誤差放大器
·脈寬調(diào)制(pwm)比較器
·輸出驅(qū)動電路
·欠電壓鎖定保護(hù)，芯片過熱保護(hù)等故障輸出
·限流電路
本集成電路驅(qū)動輸出電路共6路，用來驅(qū)動三相逆變橋。上面3個驅(qū)動電路是集電極開路npn晶體管，用以驅(qū)動逆變橋上橋臂。下面3個驅(qū)動電路是推挽式結(jié)構(gòu)電路，用以驅(qū)動逆變橋下橋臂，可直接驅(qū)動一定功率的晶體管、1gbt或功率mosfet。
典型控制功能包括開環(huán)pwm速度控制、使能控制(起動或停止)、正反轉(zhuǎn)控制和能耗制動控制，適當(dāng)加上外圍元件，可實(shí)現(xiàn)軟起動。
使用工作電壓40v以下，為24腳塑封雙列直插式封裝。
7．2功能說明
7．2．1轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路
本譯碼電路將無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器信號轉(zhuǎn)換成6路驅(qū)動輸出信號。它適用于集電極開路的霍爾效應(yīng)集成電路、光電耦合電路等形式的傳感器。輸入端(4、5、6腳)設(shè)有提升電阻，輸入電路與ttl兼容，門坎電壓為1．4v。傳感器需要的直流電源可以從8腳基準(zhǔn)電源中獲得(見表1)。
為適應(yīng)不同的無刷直流電動機(jī)各相傳感器位置相位差不同，提供兩種不同型號產(chǎn)品：mc33034p60適合相位差為60o或300。，而mc33034p120則適合相位差為120。和240。(參見表2真值表)。 對于3個輸入信號，原則上可有8種邏輯組合。其中6種正常狀態(tài)決定了電機(jī)6個  不同的位置狀態(tài)。其余兩種組合對應(yīng)于位置傳感器不正常狀態(tài)，即信號線開路或?qū)Φ囟搪窢顟B(tài)，此時使fault信號為零。
用3腳來改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。若3腳邏輯狀態(tài)改變，傳感器輸入信號在譯碼器內(nèi)改變其邏輯狀態(tài)為原來的非，再經(jīng)譯碼后，得到反相序的換向輸出信號，使電動機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。
電機(jī)的開／關(guān)控制由7腳enable實(shí)現(xiàn)。當(dāng)7腳懸空時，內(nèi)部40μa電流源電流使輸出驅(qū)動電路正常工作。若7腳接地，上3驅(qū)動  7．2．2誤差放大器
芯片內(nèi)設(shè)有高性能、全補(bǔ)償?shù)恼`差放大輸出開路，下3驅(qū)動輸出強(qiáng)制為低電平，使電機(jī)失去激勵而停車，同時fault信號為零。
當(dāng)23腳brake處于高電平時，實(shí)現(xiàn)電機(jī)制動控制。它使上3個驅(qū)動輸出開路，下面3個驅(qū)動輸出電路同時強(qiáng)制導(dǎo)通逆變橋3個下橋臂功率開關(guān)，將電動機(jī)繞組端頭短接，實(shí)現(xiàn)快速能耗制動。芯片內(nèi)部的4與門電路，其輸入是brake input和上面3個驅(qū)動輸出信號，其作用是等待上3個驅(qū)動輸出信號都已轉(zhuǎn)為高狀態(tài)時，才使下3個驅(qū)動輸出信號變?yōu)楦郀顟B(tài)，從而避免逆變橋上下橋臂出現(xiàn)直通的危險。器。作閉環(huán)速度控制時，放大器的直流電壓增益典型值為95db，增益帶寬為800khz，有寬的共模輸入電壓范圍：從地到vcc一2．0v。當(dāng)
系統(tǒng)作開環(huán)控制時，可將此放大器改接成增益為1的電壓跟隨器，速度設(shè)定電壓從其同相輸入端(11腳)輸入，12—13腳短接。
7．2．3振蕩器
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