TB6588FG的無(wú)傳感器BLDC電機(jī)控制器設(shè)計(jì)

摘要：無(wú)傳感器BLDC電機(jī)具有直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)方案采用東芝三相直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器TB6588FG和MSP430F12012作為核心硬件電路，詳細(xì)介紹了電機(jī)調(diào)速控制電路、電機(jī)保護(hù)電路和電機(jī)速度調(diào)速的信號(hào)檢測(cè)及調(diào)整的軟件實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：TB6588FG；三相無(wú)刷電機(jī)；MSP430F2012

引言
永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其控制一直是電機(jī)發(fā)展的研究熱點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)體積小，效率高。它既具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的特點(diǎn)，又具備直流電機(jī)那樣良好的調(diào)速特性而無(wú)機(jī)械式換向器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了以SP430F201 2單片機(jī)及TB6588FG集成驅(qū)動(dòng)器為核心的硬件平臺(tái)，微處理器采集TB6588FG的速度反饋脈沖，利用數(shù)字電位器調(diào)整電壓來(lái)進(jìn)行閉環(huán)速度控制。
在無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的控制中，轉(zhuǎn)子位置的判斷、電機(jī)的啟動(dòng)及電流的換相均由控制系統(tǒng)完成，功能十分復(fù)雜，對(duì)控制裝置的硬件與軟件設(shè)計(jì)提出了很高的要求。采用基于DSP的無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，借助DSP的強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，完成軟件實(shí)現(xiàn)的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)換相和開(kāi)環(huán)啟動(dòng)，在電路設(shè)計(jì)上較為復(fù)雜，與閥門(mén)控制系統(tǒng)要求電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的要求相矛盾，而且在軟件的編制上也有一定的難度。本設(shè)計(jì)采用的TB6588FG專(zhuān)用控制器，使系統(tǒng)控制電路十分簡(jiǎn)單，內(nèi)部具有驅(qū)動(dòng)電路，不需外配MOS管，也無(wú)需使用DSP等高端控制器芯片，只需要使用一顆普通的MSP430就能完成系統(tǒng)的控制功能。軟件上大大簡(jiǎn)化，微處理器只需對(duì)外面的開(kāi)關(guān)信號(hào)做出處理，就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
在閥門(mén)控制設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)計(jì)者的最大挑戰(zhàn)是如何電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在有限的空間里放置電子元器件。本設(shè)計(jì)中采用MSP430F2012作為系統(tǒng)的控制核心，處理電機(jī)的啟停、速度檢測(cè)、速度調(diào)節(jié)，并對(duì)外面的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行處理。將有關(guān)電機(jī)的所有控制功能交給TB6588FG處理，系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。

TB6588FG是為三相無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用控制芯片，通過(guò)改變模擬電壓改變PWM的占空比，來(lái)調(diào)節(jié)速度。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流典型值為1．5 A，峰值高達(dá)2．5 A，具有過(guò)流保護(hù)功能。供應(yīng)電壓為7～42V。具有正反轉(zhuǎn)控制功能。具有控制星形連接的無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的所需要的全部功能，主要功能包括：?jiǎn)?dòng)電路，反向電動(dòng)勢(shì)換相控制，PWM速度控制，欠壓限流保護(hù)等。使用TB6588FG，無(wú)論從硬件上還是軟件上，減少了單片機(jī)的工作量，用體積小、價(jià)格很便宜的MSP430F2012，就可完成所有的工作。單片機(jī)主要完成電機(jī)速度脈沖檢測(cè)，然后控制算法調(diào)節(jié)數(shù)字電位器，來(lái)改變控制速度的模擬電壓，調(diào)節(jié)速度。TB6588FG具有欠壓限流功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的保護(hù)。