用于無刷電機旋轉測量的無傳感器型控制

事實上，控制本身并沒有任何特殊的要求，但是設計師不得不面對源自高電流的噪聲問題。因此，必須對反向EMF讀出電平進行補償和濾波處理，以降低噪聲電平?？傊?，控制系統(tǒng)的效率依存于準確獲知轉子位置以及正確驅動繞組相位的能力。但是濾波器增加了一個取決于信號頻率和轉速的固有相移。

在濾波過程中，如果產(chǎn)生了一個與速度有關的相位誤差(隨后是一個非恒定誤差)，那么在啟動條件下將遭遇失敗。也就是說，將無法獲悉轉子的確切位置。

為了解決這一問題，可以采用針對不同轉速的相應濾波器，從而優(yōu)化相位誤差校正。通常，該解決方案需要巨大的處理能力，而這種處理能力只能由DSP或基于分立元件的可配置濾波器來提供。但是，這些濾波器需要使用大量的外部元件。

PSoC

為此，賽普拉斯推出的創(chuàng)新方案，并非基于傳統(tǒng)型微控制器，而是一款先進的可編程系統(tǒng)級芯片—PSoC(見圖1)，通過PSoC嵌入式基本組件、運算放大器和開關電容器，可以構建所有必需的外設。用戶可根據(jù)自己的需要來選擇低通濾波器拓撲結構如Butterworth、Bessel和Chebechev，這些濾波器的特點各不相同。

對于本文所討論的應用，低通Bessel濾波器提供了一個與交換值頻率成比例的相移：這使得對相移的影響盡可能地小，而它是與濾波信號關聯(lián)度最高的特性。

由于本文所涉及的應用的主要的目標是獲知轉子的位置。因此PSoC的第二個特性相當重要。低通Bessel濾波器的相移取決于信號的頻率，并在逐漸接近濾波器本身的交叉頻率時發(fā)生變化。在PSoC中，濾波器基于開關電容，因此，濾波器特性(主要是相移)可在濾波器的交叉頻率發(fā)生變化時保持恒定。這種解決方案是采用標準分立元件所無法實現(xiàn)的，而如果采用PSoC，這就轉化成了濾波器模擬塊上的一個簡單的開關頻率漂移。顯然，如果用戶把該頻率漂移與通過給定子相位供電來驅動的旋轉磁場的頻率聯(lián)系起來，就能夠成功地解決這個問題：對反向EMF信號的讀出電平進行濾波，而且，濾波器的交叉頻率是隨著轉速而線性移動的，因此由于對于所有的速度，濾波操作的相移都是恒定的。

PSoC架構的固有靈活性再次使得能夠對此問題進行詳細的分析，從而造就了一種理想的解決方案。該解決方案可在任何架構約束條件下得以實現(xiàn)。