基于DSP的无刷直流电机驱动电路的设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y

基于DSP的无刷直流电机驱动电路的设计

学 院： 电气信息工程学院 专 业： 控制工程 姓 名： 学 号：

2015年 8 月

基于DSP的无刷直流电机驱动电路的设计

摘要：以TMS320F28335浮点型处理器为控制器，采用IR2136作为驱动芯片，详细设计了三相无刷直流电机的驱动电路，其中包括电源模块、信号隔离模块、三相全桥驱动电路及过流、过压保护电路等，并对电路中的关键参数进行了计算分析和选择。

Design of driver circuit for BLDCM based on DSP

Abstract: A three-phase full bridge driver for BLDCM based on the DSP was introduced ,using the IR2136 chip,including the signal isolation module,power supplying circuits,three-phase inverting circuits and current sampling and protecting module.The key parameters of the driver was calculated and selected. 关键词：三相无刷直流电机；驱动电路；IR2136；DSP Key words: three-phase BLDCM; driver circuit;IR2136;DSP

随着电力电子技术和高性能永磁材料的发展，无刷直流电机的应用在航空航天、医疗、家电及自动化领域获得了迅猛的发展。无刷电机驱动电路是数字控制电路和无刷直流电机联系的纽带，它采用功率电子开关和霍尔位置传感器代替有刷电机中的电刷和换相器，接收来自数字电路的控制信号，将电流分配给无刷电机定子上的U、V、W三相绕组[1]。本设计将TMS320F28335作为控制器，具有较高的信号处理和控制功能，并且TMS320F28335具有浮点运算功能，能够实现复杂的智能控制算法，其存储容量大且支持存储器扩展，同时还具有丰富的外设资源。同时采用IR公司的三相无刷直流电机的专用驱动功率芯片IR2136，利用MOSFET作为功率开关，设计三相全控桥式电路。DSP接收霍尔位置传感器的信息，以此为换相依据，经过处理后输出6路PWM波，按一定的顺序控制6个MOSFET的导通和关断。本文详细介绍了三相无刷直流电机驱动电路的设计，对电路中的关键元件进行分析和选型，并且简要介绍了软件设计。

1 驱动电路硬件设计

1.1总体方案设计

驱动电路原理框图如图1所示，主要包括信号调理与隔离部分、驱动部分、三相全桥逆变部分和电压、电流检测部分。

电源电路面板操作电路上位机DSP最小系统隔离和控制驱动电路功率放大电路BLDCM过压及过流保护电路电压、电流反馈信号母线电压、流相电压、流检测信号位置、转速信号检测图1 三相无刷直流电机控制系统电路框图

1.2电源模块

本设计使用的三相无刷直流电机的型号是57BL-52-230，额定电压为24 V，额定功率为60 W。而IR2136的工作电压为15 V，信号隔离采用光耦元件，其工作电压为5 V，DSP控制板已集成3.3 V与1.9V稳压模块，故只需5 V供电即可。采用MC34063作为降压芯片，如图2所示。系统的电源输人为24 V，可以直接提供给电机，而通过一个MC34063结合相应的外部匹配电路，即可将电压降到15 V，提供IR2136使用。使用另一块MC34063，修改匹配电路之后即可将15 V电压降为5 V以供控制电路使用。