基于STM32的无刷直流电机SVPWM驱动电路设计
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ＳＶＰＷ Ｍ的控 制 效果 不 仅与 软件 相 关 ，硬 件 的 设计 更 是影 响 控 制 效 果 的一大 重要 因 素 。硬件 电路 由单片 机及 外 围 电路 、 电机 驱 动 电路 、 电流 检 测 电 路 、反 电动 势 过 零 电路 四部 分 构 成 ，软 件 部 分 是 通 过ｓＴＭ３２Ｆｌ０３ｃ８Ｔ６对 电流 、反 电动 势 的 参数 进 行 采集 并 完 成 ＳＶＰＷＭ计 算 与输 出 ，最终 实现 无刷 直流 电机 控制 。
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基 于 ＳＴＭ ３２的 无 刷 直 流 电 机 ＳＶ ＰＷ Ｍ 驱 动 电 路 设 －ｉｔ
东北石油大学电子科学学院 罗浩文 刘 鑫 张 欣 邢志方 韩 建
【摘要 】无刷直流 电机凭借着大启动扭矩 、高转速以及无 电刷等优点在机械控制、 自动化 、汽车以及航 空航天等领域广泛运用。随着集成 电 路 的 飞速 发展 ，利 用集 成半桥 芯片 完成 无刷 直 流 电机 的驱 动 电路 也 变得 十 分 简洁 高效 、性 价 比更 高。本 系统利 用ｓＴＭ３２Ｆ１Ｏ３ｃ８Ｔ６作 为主控 芯 片 ，配合 ＴＩ－＇ Ｚ＇－￣的ＤＶＲ８３１３集成 半桥 电机 驱 动芯 片 ， 实现 了无刷 直流 电机 Ｓ￣ Ｗ ＭＮ 动 电路设 计 ，其 电路 结构 简单 、控 制 效果优 良。 【关键词 】无刷直流电机 ；ＳＶＰＷＭ；无刷电调设计
图 １电 路 设 计 总 体 框 图
为 了简化 电路 结 构和 降低 成本 ，在不 增加 传感 器 的情 况 下 ，本 电路利 用 无刷 直流 电机未 供 电相线 的 反 电动势 对转 子 所处 相位 进 行 位 置检 测 ＿ｌ＿。选 择ＳＴＭ３２Ｆｌ０３ｃ８Ｔ６单 片机 为 电路 的核 心控 制器 ，其 内部 集 成 了该 电路 控 制 所 需 的ＡＤＣ模 数 转 换模 块 、ＤＭＡ直 接 数 据 存 取 模 块 、ＴＩＭ定 时器 模 块 、 ＰＷ Ｍ脉 宽 调制 模 块 ， 在提 升 控 制 性 能 的 同时 极大 的简 化 了电路 结构 。
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１．整体方案
整个 装置 由单片机及 外 围电路、 电机 驱动 电路 、 电流 检测 电路、 反 电动势检 测 电路 四部分构 成 ，单 片机利 用 电流检 测 电路 、反 电动势 检测 电路确定 电机 当前相位并 输出相应相位ＰＷＭ波形 ， 电机驱动 电路 用于对 电机不 同相 位进行 电压 切换 ，其整体 框图如 图１Ｎ 示 。
０．引 言
近 年 来 ，无刷 直 流 电机在 机械 控 制 、 自动 化 、汽 车 以及 航 空航 天 等领 域 的应 用十 分 广泛 。无 刷直 流 电机 不仅 具有 传 统直 流 电机 的 优 点 ，还 可 以低速 大 功率 运行 。无 论 是驱 动航 模 高速 螺旋 桨还 是机 械 的精 确 定位 ，其 都可 以通过 ＳＶＰＷＭ 算法得 到优 良的控 制效 果 。
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图２ 电机 驱 动 电路
２．３ 电流 检测 电路 电流 检 测 电路 采 用 大功 率 的 高精 密 采 样 电 阻， 电 阻值 为 １欧 ，
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２．硬件 电路设计
控 制 芯片 ，其 内核为ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３系列 。该 系列 的单 片机 低 工作 电压 ， 时钟 主 频 高高 达 ７２ＭＨｚ以及 内置硬 件 １２位精 度ＡＤＣ、ＰＷＭ 等 电路 。该 电路 为 单 片机 工作 的基 础 电路 。 单片 机 由３．３Ｖ电源 供 电 ，复位 电路采 用ＲＣ充 放 电 电路 ，采 用８ＭＨｚ的无源 晶振作 为 时钟 输 入 。采 用 第 １０～１４脚作 为ＡＤＣＯ～ＡＤＣ４输入 ，第 １６～１８脚 作 为３路 ＰＷＭ输 出 ，第 １９～２１作为 驱动 电路 的输 出使能 控Ｎ ｉ＼ｏ口。 ２＿２ 电机 驱 动 电路
无 刷 直 流 电机 驱 动 电路 采 用 了德 州仪 器 的ＤＶＲ８３ｌ３集 成 驱 动 电路 ， 该 电路 集 成 了无 刷 直流 电机 驱动 所 需 的３个 半桥 驱 动 电路 。 它 主要 用 于驱 动 一个 三相 无刷 直 流 电机 。每 个输 出驱 动器 通 道包 含 采 用 半 Ｈ桥 配 置 的Ｎ通 道 ＭＯＳＦＥＴ，在 半 Ｈ桥 的每 个通 道 上 提 供 高 达 ２．５Ａ峰 值 电流 或 者 １．７５Ａ均 方 根输 出电流 ， 供 电 电压范 围为 ８Ｖ至 ６０Ｖ。除 此之 外 ， 该集 成 驱动 电路 还 实 现 了短 路保 护 、欠 压 闭锁 、 过 流保 护和 过 温保 护 。 因此 ，驱 动 电路可 以适 用 于大 多 数无刷 直 流 电机驱 动情 况 。该 驱 动 电路 只需 要几 个外 围 元件 即可 工作 ，驱动 电 路 如 图２所 示 。 软件 控 制 也十 分 简 单通 过 ３个Ｉ＼Ｏ口控 制 输 出使 能 ， 在 利用 ３路ＰＷＭ控 制各 相输 出 。
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基 于 ＳＴＭ ３２的 无 刷 直 流 电 机 ＳＶ ＰＷ Ｍ 驱 动 电 路 设 －ｉｔ
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【摘要 】无刷直流 电机凭借着大启动扭矩 、高转速以及无 电刷等优点在机械控制、 自动化 、汽车以及航 空航天等领域广泛运用。随着集成 电 路 的 飞速 发展 ，利 用集 成半桥 芯片 完成 无刷 直 流 电机 的驱 动 电路 也 变得 十 分 简洁 高效 、性 价 比更 高。本 系统利 用ｓＴＭ３２Ｆ１Ｏ３ｃ８Ｔ６作 为主控 芯 片 ，配合 ＴＩ－＇ Ｚ＇－￣的ＤＶＲ８３１３集成 半桥 电机 驱 动芯 片 ， 实现 了无刷 直流 电机 Ｓ￣ Ｗ ＭＮ 动 电路设 计 ，其 电路 结构 简单 、控 制 效果优 良。 【关键词 】无刷直流电机 ；ＳＶＰＷＭ；无刷电调设计
图 １电 路 设 计 总 体 框 图
为 了简化 电路 结 构和 降低 成本 ，在不 增加 传感 器 的情 况 下 ，本 电路利 用 无刷 直流 电机未 供 电相线 的 反 电动势 对转 子 所处 相位 进 行 位 置检 测 ＿ｌ＿。选 择ＳＴＭ３２Ｆｌ０３ｃ８Ｔ６单 片机 为 电路 的核 心控 制器 ，其 内部 集 成 了该 电路 控 制 所 需 的ＡＤＣ模 数 转 换模 块 、ＤＭＡ直 接 数 据 存 取 模 块 、ＴＩＭ定 时器 模 块 、 ＰＷ Ｍ脉 宽 调制 模 块 ， 在提 升 控 制 性 能 的 同时 极大 的简 化 了电路 结构 。
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整个 装置 由单片机及 外 围电路、 电机 驱动 电路 、 电流 检测 电路、 反 电动势检 测 电路 四部分构 成 ，单 片机利 用 电流检 测 电路 、反 电动势 检测 电路确定 电机 当前相位并 输出相应相位ＰＷＭ波形 ， 电机驱动 电路 用于对 电机不 同相 位进行 电压 切换 ，其整体 框图如 图１Ｎ 示 。
０．引 言
近 年 来 ，无刷 直 流 电机在 机械 控 制 、 自动 化 、汽 车 以及 航 空航 天 等领 域 的应 用十 分 广泛 。无 刷直 流 电机 不仅 具有 传 统直 流 电机 的 优 点 ，还 可 以低速 大 功率 运行 。无 论 是驱 动航 模 高速 螺旋 桨还 是机 械 的精 确 定位 ，其 都可 以通过 ＳＶＰＷＭ 算法得 到优 良的控 制效 果 。
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２．硬件 电路设计
控 制 芯片 ，其 内核为ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３系列 。该 系列 的单 片机 低 工作 电压 ， 时钟 主 频 高高 达 ７２ＭＨｚ以及 内置硬 件 １２位精 度ＡＤＣ、ＰＷＭ 等 电路 。该 电路 为 单 片机 工作 的基 础 电路 。 单片 机 由３．３Ｖ电源 供 电 ，复位 电路采 用ＲＣ充 放 电 电路 ，采 用８ＭＨｚ的无源 晶振作 为 时钟 输 入 。采 用 第 １０～１４脚作 为ＡＤＣＯ～ＡＤＣ４输入 ，第 １６～１８脚 作 为３路 ＰＷＭ输 出 ，第 １９～２１作为 驱动 电路 的输 出使能 控Ｎ ｉ＼ｏ口。 ２＿２ 电机 驱 动 电路
无 刷 直 流 电机 驱 动 电路 采 用 了德 州仪 器 的ＤＶＲ８３ｌ３集 成 驱 动 电路 ， 该 电路 集 成 了无 刷 直流 电机 驱动 所 需 的３个 半桥 驱 动 电路 。 它 主要 用 于驱 动 一个 三相 无刷 直 流 电机 。每 个输 出驱 动器 通 道包 含 采 用 半 Ｈ桥 配 置 的Ｎ通 道 ＭＯＳＦＥＴ，在 半 Ｈ桥 的每 个通 道 上 提 供 高 达 ２．５Ａ峰 值 电流 或 者 １．７５Ａ均 方 根输 出电流 ， 供 电 电压范 围为 ８Ｖ至 ６０Ｖ。除 此之 外 ， 该集 成 驱动 电路 还 实 现 了短 路保 护 、欠 压 闭锁 、 过 流保 护和 过 温保 护 。 因此 ，驱 动 电路可 以适 用 于大 多 数无刷 直 流 电机驱 动情 况 。该 驱 动 电路 只需 要几 个外 围 元件 即可 工作 ，驱动 电 路 如 图２所 示 。 软件 控 制 也十 分 简 单通 过 ３个Ｉ＼Ｏ口控 制 输 出使 能 ， 在 利用 ３路ＰＷＭ控 制各 相输 出 。