無刷直流電機控制器UCC3626的原理及應(yīng)用

摘要：介紹了無刷直流電機控制器專用集成芯片UCC3626的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能特點和基本原理，給出了采用UCC3626和IR2110構(gòu)成三相無刷直流電機速度控制電路的設(shè)計方法。
關(guān)鍵字：無刷直流電機；速度控制；UCC3626

0 引言
無刷直流電機是以電子換向替代電刷換向的一種新型直流電動機，具有調(diào)速范圍寬，控制特性好，可靠性高，維護方便，無換向火花和無無線電干擾等優(yōu)點，因而得到廣泛地應(yīng)用。
UCC3626是TI公司生產(chǎn)的三相無刷直流電機控制器集成芯片，它可為無刷直流電機提供高性能的三相、兩象限或四象限控制器所需的設(shè)計功能，并可從轉(zhuǎn)子位置輸入信號解碼，從而輸出六個控制信號以驅(qū)動外部的功率開關(guān)器件。其內(nèi)部的三角波振蕩器和比較器、以及電流傳感放大器和絕對值電路等硬件資源，可為無刷直流電機控制提供寬廣的平臺，從而大大簡化控制電路的硬件設(shè)計。

1 UCC3626的結(jié)構(gòu)及基本原理
UCC3626內(nèi)含一個精密的三角波振蕩器和比較器，可提供電壓控制或電流控制模式下的PWM控制，其外部時鐘經(jīng)由SYNCH輸入，該振蕩器可
方便地與一個外部時鐘進行同步。此外，UCC3626還設(shè)有一個QUAD選擇端，以用于選擇輸出功率橋四象限或兩象限斬波控制，也就是決定高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)，同時，PWM控制或僅低側(cè)開關(guān)PWM控制。UCC3626中的差動電流傳感放大器和絕對值電路可為電動機的控制建立一個正確的電流并提供逐周的電流保護。另外，為實現(xiàn)速度控制，該器件還提供有精密測速電路。它的TACH_OUT速度信號是一個變占空比的頻率輸出信號，可直接用于數(shù)字速度控制，或經(jīng)濾波后提供一個模擬速度反饋信號。而UCC3626中的COAST則可用于控制電機的啟動和停止，BRAKE制動數(shù)字輸入端可使器件進入制動模式，DIR_IN和DIR_OUT為轉(zhuǎn)向輸入輸出控制。UCC3626的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其芯片的主要特點如下：
◇可兩象限或四象限運行控制；
◇內(nèi)部集成有積分絕對值電流放大電路；
◇可逐周電流檢測；
◇具有精確的可變占空比轉(zhuǎn)速信號輸出；
◇內(nèi)含精密的三角波振蕩器；
◇具有轉(zhuǎn)向輸出功能。

2 控制系統(tǒng)電路設(shè)計
2．1 位置傳感器
UCC的三個位置傳感器與RC低通濾波器的連接電路如圖2所示。圖中，三個霍爾位置傳感器產(chǎn)生的位置信號，經(jīng)上拉電阻和RC低通濾波后，可連接到UCC3626的HALLA、HALLB、HALLC信號輸入端，并且濾波器應(yīng)盡可能靠近UCC3626，表1給出了UCC3626的換相邏輯真值表，同時給出了六個輸出( AHI、BHI、CHI、ALOW、BLOW、CLOW)隨輸入(BRAKE、DIR_IN、DIR OUT、HALLA、HALLB和HALLC)的變化而改變的譯碼邏輯。
UCC3626原設(shè)計用于120°的位置傳感器結(jié)構(gòu)，如果需要用在60℃電動機位置傳感器結(jié)構(gòu)的場合，則可按圖3所示的方法將B相霍爾信號經(jīng)反
向后連接到HALLA端。