无刷直流风扇电机180°正弦波控制

无刷直流风扇电机180°正弦波控制

目前的变频风扇一般采用无刷直流电机，因其无励磁绕组、无换向器、无电刷、无滑环，结构比一般传统的交、直流电动机简单，运行可靠，维护简单。与鼠笼型感应电动机相比，其结构的简单程度和运行的可靠性大体相当，但由于没有励磁铁耗和铜耗，功率在300W 以下时，其效率比同规格的交流电机高10%～20%。

无刷直流电机一般采用方波驱动，采用霍尔传感器采样转子位置，以此为基

准信号控制绕组强制换相。这种方案控制方法简单，成本低，在目前电动车方案中应用广泛。但由于方波驱动换相时会出现电流突变，导致转矩脉动较大，转动不平稳，噪声指标较差，难以在家电应用领域推广。而正弦驱动可以避免换相时的电流突变，虽然最大转矩会降低，但在噪声指标上有明显的优势。

通常电机变频控制都采用DSP 实现，还需要提供传感器精确检测转子位置，

可实现高精度控制，但DSP 方案开发成本和应用成本都很高，家电应用对价格

非常敏感，传统的DSP 电机矢量控制方案比较难推广。由于某些家电应用对动

态响应等性能要求不高，如风扇，可以用稍微降低性能但大幅度降低成本的方案来代替DSP 方案。本文提出了8 位单片机的正弦波驱动方案来满足这种需求。

硬件选型1 正弦波信号产生本方案控制核心为一颗集成PWM 发生器的8 位

单片机――中颖SH79F168，其内部框图如图1 所示。此MCU 采用优化的单机

器周期8051 内核，内置16KB 闪存，兼容传统8051 所有硬件资源，但最高指

令执行速度提高12 倍，采用JTAG 在线仿真方式，内置16.6MHz 振荡器，同

时扩展了如下功能：双DPTR 指针；16 位×8 乘法器和16 位/8 除法器；3 通道

12 位带死区控制PWM，6 路输出，输出极性可单独设定，提供中心对齐和边